在化学合成中,利用氧化剂将醇氧化而得到的醛、酮被作为重要的化学合成中间体应用于药物合成等各种行业。传统方法以金属氧化剂为主,但此类氧化剂选择性差,氧化伯醇时反应难控制,易过氧化成酸。本文描述的2-氮杂金刚烷-N-氧基(AZADO)是一种稳定的硝酰自由基,并且是一种绿色环保、温和高效的氧化催化剂,不仅操作简便并且具有很好的选择性,能够将伯醇定向氧化至醛。目前,AZADO在日本及欧美等国已有一定程度上的推广与应用,而在我国,AZADO暂时没有生产,因此亟需开展有效的研究。本课题的研究目的以2-金刚烷酮为原料,采用两种不同的合成路线合成AZADO,并优化路线以达到AZADO的高效合成。首先,采用两种路线来研究AZADO的合成方法,以2-金刚烷酮为原料,经斯密特反应与库尔提斯重排得到异氰酸酯,路线一将异氰酸酯水解后,三氯乙酰氯对氨基进行保护,在超强酸三氟甲磺酸中完成环合反应,碱性条件下脱去保护基团,最后通过过氧化氢氧化得到AZADO,共六步合成,经各步优化将总产率提升至26%。路线二将异氰酸酯直接与苯甲醇反应,之后同样在超强酸三氟甲磺酸中完成环合,在碱性条件下除去保护基团,最后使用过氧化氢氧化得到AZADO,共四步合成,经各步优化将总产率提升至47%。其次,据报道,2-氮杂金刚烷-2-醇(AZADOL)作为具有AZADO相同催化效果的催化剂拥有比AZADO更高的稳定性,因此我们探索合成路线并成功地以71%的产率合成出AZADOL。并且,我们使用AZADOL作为氧化催化剂成功催化各种醇的氧化反应,同时成功氧化黄体酮前体孕烯醇酮获得黄体酮,产率达82%。总之,本研究成功优化了AZADO的合成路线,相比较,路线一合成路线长,并且产率较低,而路线二在路线长短和产率以及生产成本上都有更加明显的优势,将成为工业化生产的首选路线;其后我们进一步合成了更稳定的AZADOL,并成功将AZADOL应用于醇及黄体酮前体的氧化反应中。这些工作为此类新型氧化催化剂的合成研究及应用开发提供了基础和参考。