在有机合成中,碳自由基是一类具有巨大转化潜力的重要活性中间体,通过电解产生碳自由基,不需要大量的氧化剂,避免了各种反应副产物的产生,更加符合绿色化学的理念。1,3-二羰基化合物是有机合成的常见的分子骨架结构,其中α位的氢具有酸性,可以通过断裂碳氢键,进而氧化生成碳自由基,由于羰基的吸电子作用,产生的碳自由基是比较缺电子的,可以与富电子的芳香环或者双键等反应,构建新的碳碳键,实现新的有机分子结构的合成。本论文利用电化学的方法氧化1,3-二親基化合物α位的碳氢键产生碳自由基,进而对其在分子内与分子间的脱氢偶联反应性质展开研究。第一部分工作中,主要针对含有1,3-二羰基结构的丙二羰基类酰胺化合物的分子内反应性质进行研究,利用廉价易得的二茂铁作为催化剂,通过电化学方法实现C(sp3)-H和C(sp2)-H键的交叉偶联,得到了 3-烷基取代的吲哚酮类产物,方法具有很好的官能团兼容性,具有绿色、高效的特点。并且能以高产率轻松实现10 g级的制备。(?)图1 3-烷基吲哚酮的合成第二部分工作中,主要针对含有1,3-二羰基结构的丙二酸酯化合物的分子间反应性质进行研究,第一次实现了在三组分体系中,利用电化学方法通过碳氢键氧化产生碳自由基,进而串联环化烯烃和伯胺,一次性形成一个碳碳键,两个碳氮键,合成α-氟代或α-烷基取代的γ-内酰胺类化合物,该合成方法反应原料简单易得,不用预先官能团化,也无需使用氧化试剂。(?)图2γ-内酰胺的合成