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化学工业在为改善人类文明提供物质保障的同时，也排放了大量的有毒有害物质，从而在一定程度上和一定范围内污染了生态环境，危害了人类健康。而绿色化学则是解决这一问题的必由之路。绿色化学的目标是通过采用化学的技术和方法，减少或停止那些对人类健康和生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂的使用以及副产物的产生，使环境、经济和社会三方面达到和谐发展。其中，研究和开发各种化学产品的绿色合成方法是绿色化学的核心内容。
官能团化环胺不仅在具有生物活性的天然产物中广泛存在，而且也是药物研发和合成化学常用的中间体，具有重要的理论研究和实际应用价值。鉴于该类化合物的重要性，官能团化环胺的高效合成受到了人们的广泛关注。另一方面，基于C—H键活化的简单分子官能团化，因具有无需底物预活化和原子经济性高等优点，已成为绿色合成化学的常用策略和手段之一。
基于上述背景，本文在绿色化学思想的指导下，研究并发现了一些官能团化环胺衍生物的绿色合成新方法，并为这些化合物的大规模绿色制备打下了坚实的基础。论文的具体内容包括以下六章:
第一章:前言
本章简要介绍了绿色化学的产生与发展、绿色化学的基本原则及其评价指标、绿色合成化学的基本策略及其研究领域、官能团化环胺的重要性及其合成方法的近期研究进展等。
第二章:α-甲酰基环胺及其偕二乙酸酯衍生物的绿色合成新方法
本章以N-取代哌啶和N-取代环庚烷等简单环胺为底物，经由醋酸铜/氧气/碘化钾促进下环胺的氧化开环和再闭环等串联反应，合成了15种α-甲酰基吡咯烷和10种α-甲酰基四氢吡啶类化合物。研究还发现，当用醋酸碘苯代替碘化钾时，可直接生成12种相应的偕二乙酸酯衍生物，从而为这些重要化合物的合成提供了一种简洁方便的新方法。值得一提的是，这是首次通过简单环胺的氧化缩环反应合成α-甲酰基环胺及其偕二乙酸酯衍生物。与文献方法相比，本章所发展的新方法具有原料简单易得、原子经济性高、副产物少等优势。论文还对α-甲酰基吡咯烷的合成方法进行了绿色性评价。结果表明，该方法在一定程度上满足绿色化学的要求，为相应化合物进一步可能的大量生产提供了理论及实验依据。
第三章:吡咯烷-2-酮衍生物的高效合成新方法
本章以N-取代哌啶为底物，经由醋酸铜/氧气/碘化钾/单过硫酸氢钾复合盐体系促进下的串联反应，高效合成了13种吡咯烷-2-酮类化合物。初步的机理研究结果表明，作为反应底物的N-取代哌啶可能首先经由氧化开环和再闭环生成α-甲酰基吡咯烷，α-甲酰基吡咯烷作为中间体在相应条件下进一步发生甲酰基氧化、脱羧及原位再氧化等反应生成吡咯烷-2-酮。与文献方法相比，本章所发现的这一吡咯烷-2-酮衍生物合成新方法具有原料价廉易得、操作简便、效率高等独特优势。
第四章:3-碘代吡咯衍生物的绿色合成新方法
本章以N-取代哌啶为底物，经由醋酸铜/氧气/碘/4-二甲氨基吡啶体系促进下的串联反应，高效合成了14种3一碘代吡咯类化合物。初步的机理研究结果表明，作为反应底物的Ⅳ-取代哌啶可能首先经由氧化开环和再闭环生成α-甲酰基吡咯烷，α-甲酰基吡咯烷作为中间体在相应条件下再发生甲酰基氧化、脱羧、消除、区域选择性碘代以及芳构化等反应生成3-碘代吡咯。进一步的研究发现，3-碘代吡咯类化合物可经由高效的偶联反应生成吡咯环上带有不同官能团的衍生物，显示出多样的反应性能和重要的应用价值。
第五章:3-羟基哌啶-2-酮衍生物的高效合成新方法
本章以N-取代哌啶为底物，经由溴化铜/过氧二异丙苯/四甲基哌啶氧化物体系促进下的串联反应，高效合成了16种3-羟基哌啶-2-酮类化合物。H218O标记实验等机理研究结果表明，作为反应底物的N-取代哌啶可能首先经由氧化脱氢生成环状烯胺中间体，该中间体在相应条件下进一步发生环氧化、水解以及区域选择性氧化等反应生成3-羟基哌啶-2-酮。值得一提的是，3-羟基哌啶-2-酮衍生物的合成可成功扩大至克级规模。论文还对3-羟基哌啶-2-酮衍生物的合成方法进行了绿色性评价。结果表明，该方法比文献方法的原子经济性和反应质量效率大大提高，质量强度和环境因子大大降低，在一定程度上满足绿色化学的要求。
第六章:β-双羰基四氢吡啶衍生物的绿色高效合成新方法本章以N-取代哌啶和甲基酮为底物，经由二水合氯化铜/过氧二异丙苯/四甲基哌啶氧化物体系促进下的双组分串联反应，高效合成了49种β-双羰基四氢吡啶类化合物。值得一提的是，该方法不仅适用于芳基甲基酮和杂芳基甲基酮，而且适用于丙酮。H218O标记实验等机理研究结果表明，作为底物之一的N-取代哌啶可能首先经由氧化脱氢生成环状烯胺中间体，该中间体在相应条件下再与甲基酮发生自由基交叉偶联、亚甲基氧化以及水解等反应生成β-双羰基四氢吡啶类化合物。进一步的研究发现，上述反应得到的β-双羰基四氢吡啶可通过与邻苯二胺发生缩合，高效转化为喹喔啉类衍生物。值得一提的是，这是首次直接通过简单环胺与单羰基化合物的交叉氧化偶联反应合成β-双羰基四氢吡啶衍生物。与文献方法相比，本章所发现的新方法具有原料价廉易得、操作简便、原子经济性高等优势。论文还对这一合成方法进行了绿色性评价。结果表明，该方法在一定程度上满足绿色化学的要求。
总之，论文基于绿色化理念并通过基于惰性碳氢键活化的高原子经济性反应的开发，实现了一系列官能团化环胺衍生物合成的初步绿色化，从而为这些化合物的进一步绿色生产打下了坚实基础。
官能团化环胺不仅在具有生物活性的天然产物中广泛存在，而且也是药物研发和合成化学常用的中间体，具有重要的理论研究和实际应用价值。鉴于该类化合物的重要性，官能团化环胺的高效合成受到了人们的广泛关注。另一方面，基于C—H键活化的简单分子官能团化，因具有无需底物预活化和原子经济性高等优点，已成为绿色合成化学的常用策略和手段之一。
基于上述背景，本文在绿色化学思想的指导下，研究并发现了一些官能团化环胺衍生物的绿色合成新方法，并为这些化合物的大规模绿色制备打下了坚实的基础。论文的具体内容包括以下六章:
第一章:前言
本章简要介绍了绿色化学的产生与发展、绿色化学的基本原则及其评价指标、绿色合成化学的基本策略及其研究领域、官能团化环胺的重要性及其合成方法的近期研究进展等。
第二章:α-甲酰基环胺及其偕二乙酸酯衍生物的绿色合成新方法
本章以N-取代哌啶和N-取代环庚烷等简单环胺为底物，经由醋酸铜/氧气/碘化钾促进下环胺的氧化开环和再闭环等串联反应，合成了15种α-甲酰基吡咯烷和10种α-甲酰基四氢吡啶类化合物。研究还发现，当用醋酸碘苯代替碘化钾时，可直接生成12种相应的偕二乙酸酯衍生物，从而为这些重要化合物的合成提供了一种简洁方便的新方法。值得一提的是，这是首次通过简单环胺的氧化缩环反应合成α-甲酰基环胺及其偕二乙酸酯衍生物。与文献方法相比，本章所发展的新方法具有原料简单易得、原子经济性高、副产物少等优势。论文还对α-甲酰基吡咯烷的合成方法进行了绿色性评价。结果表明，该方法在一定程度上满足绿色化学的要求，为相应化合物进一步可能的大量生产提供了理论及实验依据。
第三章:吡咯烷-2-酮衍生物的高效合成新方法
本章以N-取代哌啶为底物，经由醋酸铜/氧气/碘化钾/单过硫酸氢钾复合盐体系促进下的串联反应，高效合成了13种吡咯烷-2-酮类化合物。初步的机理研究结果表明，作为反应底物的N-取代哌啶可能首先经由氧化开环和再闭环生成α-甲酰基吡咯烷，α-甲酰基吡咯烷作为中间体在相应条件下进一步发生甲酰基氧化、脱羧及原位再氧化等反应生成吡咯烷-2-酮。与文献方法相比，本章所发现的这一吡咯烷-2-酮衍生物合成新方法具有原料价廉易得、操作简便、效率高等独特优势。
第四章:3-碘代吡咯衍生物的绿色合成新方法
本章以N-取代哌啶为底物，经由醋酸铜/氧气/碘/4-二甲氨基吡啶体系促进下的串联反应，高效合成了14种3一碘代吡咯类化合物。初步的机理研究结果表明，作为反应底物的Ⅳ-取代哌啶可能首先经由氧化开环和再闭环生成α-甲酰基吡咯烷，α-甲酰基吡咯烷作为中间体在相应条件下再发生甲酰基氧化、脱羧、消除、区域选择性碘代以及芳构化等反应生成3-碘代吡咯。进一步的研究发现，3-碘代吡咯类化合物可经由高效的偶联反应生成吡咯环上带有不同官能团的衍生物，显示出多样的反应性能和重要的应用价值。
第五章:3-羟基哌啶-2-酮衍生物的高效合成新方法
本章以N-取代哌啶为底物，经由溴化铜/过氧二异丙苯/四甲基哌啶氧化物体系促进下的串联反应，高效合成了16种3-羟基哌啶-2-酮类化合物。H218O标记实验等机理研究结果表明，作为反应底物的N-取代哌啶可能首先经由氧化脱氢生成环状烯胺中间体，该中间体在相应条件下进一步发生环氧化、水解以及区域选择性氧化等反应生成3-羟基哌啶-2-酮。值得一提的是，3-羟基哌啶-2-酮衍生物的合成可成功扩大至克级规模。论文还对3-羟基哌啶-2-酮衍生物的合成方法进行了绿色性评价。结果表明，该方法比文献方法的原子经济性和反应质量效率大大提高，质量强度和环境因子大大降低，在一定程度上满足绿色化学的要求。
第六章:β-双羰基四氢吡啶衍生物的绿色高效合成新方法本章以N-取代哌啶和甲基酮为底物，经由二水合氯化铜/过氧二异丙苯/四甲基哌啶氧化物体系促进下的双组分串联反应，高效合成了49种β-双羰基四氢吡啶类化合物。值得一提的是，该方法不仅适用于芳基甲基酮和杂芳基甲基酮，而且适用于丙酮。H218O标记实验等机理研究结果表明，作为底物之一的N-取代哌啶可能首先经由氧化脱氢生成环状烯胺中间体，该中间体在相应条件下再与甲基酮发生自由基交叉偶联、亚甲基氧化以及水解等反应生成β-双羰基四氢吡啶类化合物。进一步的研究发现，上述反应得到的β-双羰基四氢吡啶可通过与邻苯二胺发生缩合，高效转化为喹喔啉类衍生物。值得一提的是，这是首次直接通过简单环胺与单羰基化合物的交叉氧化偶联反应合成β-双羰基四氢吡啶衍生物。与文献方法相比，本章所发现的新方法具有原料价廉易得、操作简便、原子经济性高等优势。论文还对这一合成方法进行了绿色性评价。结果表明，该方法在一定程度上满足绿色化学的要求。
总之，论文基于绿色化理念并通过基于惰性碳氢键活化的高原子经济性反应的开发，实现了一系列官能团化环胺衍生物合成的初步绿色化，从而为这些化合物的进一步绿色生产打下了坚实基础。