氰基在有机合成中是一个非常重要的功能基团,具有重要的合成价值,它可以很容易转化为许多其它有用的官能团,因此,氰化反应广泛用于有机化学工业、医药、农药、染料、颜料、液晶材料、高分子材料等行业中。在氧化反应中,氧化剂的种类,强弱以及其所处反应体系的不同,同一个物质可能被氧化成各种不同的产物,这为有机合成的多样性提供了很好的保证。本论文着重研究了氧化条件下的氰化反应,用四种不同的氧化体系实现了三类具有重要应用价值和生理活性的氰化物的合成。在这些氰化反应中,氧化体系可以将非亲电性甚至亲核性的底物,氧化成不同结构的亲电性中间体,即实现极性反转,然后再与氰根负离子反应。首先,运用极性反转策略,以原位生成的高价碘为氧化剂实现了烯醇硅醚的极性反转,进而与氰化物相互作用得到了一系列β-酮腈衍生物。实验过程中对氧化剂和溶剂的种类及其用量,反应温度,以及高价碘的预活化时间和反应时间等反应条件进行了优化,研究了底物的电子效应、取代基效应和空间效应等因素对反应的影响,考察了底物的普适性。苯环上各种基团取代的底物,含有吡啶环、呋喃环、萘环和肉桂基的底物,以及脂肪族的底物,都能得到相应的氰化产物,并具有一定的区域选择性。该方法还可以通过改变底物和溶剂来制备噁唑。最后,在文中提出了合理的反应机理,并对β-酮腈的应用进行了扩展,合成了5-氨基吡唑和5-氨基异噁唑。然后,运用原位生成氰基高价碘I(III)-CN的方法,实现了叔胺的氧化-氰化过程,合成了一系列α-氨基腈化物。实验过程中也对氧化剂、添加剂、溶剂、温度、高价碘活化时间和反应时间等反应条件进行了优化,并考察了底物的普适性,研究了底物的电子效应、取代基效应和空间效应等因素对反应的影响。苯环上不同位置的吸电子基和给电子基取代的N,N-二甲基苯胺衍生物,以及哌啶或吡咯烷衍生物等环状的叔胺都能通过该方法得到α-氨基腈化物。该方法的反应机理也在文中进行了探讨,若不加氰源,则会生成联苯胺。接着,运用二价铁催化的串联反应实现了仲胺、伯醇和三甲基硅氰的“一锅”法合成α-氨基腈化物。实验过程中也对氧化剂、催化剂、溶剂、反应温度和反应时间等条件进行了优化,并发现了一些新的氰化和碘化反应。同时也研究了不同仲胺和醇的反应效果。不同取代的环状仲胺和链状仲胺,以及脂肪醇和芳香醇都能通过该方法得到相应的α-氨基腈化物。最后通过控制实验提出了可能的反应机理。最后,运用高价碘和单质碘的共同作用实现了烯烃的胺氰化加成,合成了一系列环状的β-氨基腈化物。同样也在实验过程中对氧化剂、溶剂、反应温度和反应时间等条件进行了优化,氧化剂和溶剂对反应的影响很大,不同氧化剂甚至生成不同的产物。对底物的普适性进行研究后发现,苯环上被不同基团取代的底物,以及氮上被不同烯烃侧链取代的底物都能顺利地发生该反应,为合成氮杂环化合物提供了一种简单有效的方法。本论文运用高价碘化合物和过氧叔丁醇建立了四种不同的绿色氧化体系,运用它们与三甲基硅氰一起完成了β-酮腈衍生物、α-氨基腈化物以及环状β-氨基腈化物的合成。这些方法大都反应条件温和,绿色环保,底物适用范围较广,为氰化物和含氮杂环化合物的制备提供了非常有效的方法。