β位取代酮是有机化学领域一种重要的医药中间体,是合成烯酮、杂环衍生物、环化合物、二羰基化合物等的前体。近年来利用过渡金属催化环丙醇开环反应区域选择性合成β位取代酮已经被广泛报道。已经有前人工作证明铜作为催化剂催化环丙醇开环后β位C-C键构建的交叉偶联反应很有效。而氰基是一种重要的有机官能团,被广泛用于制备胺、酰胺、醛、酯和羧酸。在农药、染料、生物探针等方面均有重要的应用。因此本文致力于铜催化环丙醇开环氰基化反应的研究。以苯丁基环丙醇为模型底物,主要考察了氰基源的选择、铜催化剂的种类、溶剂的种类、反应温度、时间、各反应物的投料量等因素对反应的影响。最后确定了反应的最优条件为:环丙醇底物(0.2mmol),碘化亚铜(1Omol%),高碘氰基源(0.3mmol), 1,2-二氯乙烷(0.5ml),在氮气保护下室温反应12小时。在最优化反应条件基础上,研究反应适应性,结果显示对于芳香族和脂肪族环丙醇底物均有很高的收率(40%-79%)。对于含布洛芬、噻吩、石胆酸等药物分子结构的底物也取得了较好的反应效果,显示了在药物合成中的潜在价值。我们扩大反应规模到克级,仍然获得了 60%的收率,显示了巨大的工业化潜能。为了验证反应在药物合成领域的应用前景,我们对β位氰基代酮设计了羰基的还原以及羰基和氰基的合环反应,均取得了不错的结果。利用自由基捕捉剂TEMPO、BHT和N-叔丁基-α-苯基硝酮参与的控制反应,验证了反应可能是通过自由基机理进行的。铜催化环丙醇开环氰基化反应原料易得,条件温和,实验操作简便,官能团兼容性好。反应拓展了 C-C键断裂重排和C-C键偶联策略的概念,丰富了环丙醇开环官能团化反应的内容,为合成β位氰基酮提供了一种新的方法。