Lewis酸在有机合成中应用非常广泛,它的使用使一些原本不能或不易进行的反应可以在温和的条件下进行,从而在很大程度上促进了有机合成化学的发展。发展新的具有选择性、高产率、原子经济、反应条件温和的合成方法是21世纪有机合成研究的热点之一。随着对环境的关注和有机转变中对高效、绿色Lewis酸的需求的增加,人们对锆及其化合物的研究越来越感兴趣,锆元素在地壳中的含量较高,其化合物活性高,毒性小,易于处理,价格相对便宜,能容忍少量水的存在,具有高的配位能力和催化活性,表现出较强的Lewis酸性。本文在前人工作的基础上,研究了Lewis酸催化剂—锆化合物在有机合成中的新应用。首先,根据反应类型综述了锆化合物作为Lewis酸在有机合成中的应用。锆化合物催化的反应主要涉及保护基团的形成和裂解、加成反应、环加成反应、环化反应、重排反应、氧化和还原反应等。使用环境友好介质代替一般性的有机溶剂进行反应,符合绿色化学的要求,但即使如此,仍不可避免地引入诸如回收和处理等其它问题,因此,最好的策略是不使用溶剂。无溶剂条件下的反应更符合绿色化学的要求,可以大大减少溶剂带来的回收、处理和污染等问题。而且进行无溶剂的反应也可能成为解决催化剂效率问题的途径之一。我们成功地利用氯化氧锆作催化剂,用等摩尔的β?二羰基化合物和胺反应在无溶剂条件下合成了β-烯胺酮和烯胺酯,方法适用范围广、操作简便、反应时间短,催化剂用量少。采用IR、1HNMR和元素分析对大部分化合物进行了结构表征。氧杂蒽类化合物具有广泛的生理和药理活性,如抗发育不良、抗过敏作用、抗菌、抗癌活性和用于治疗过敏性气管炎、糖尿病等,因此得到许多药物化学家和有机化学家的重视。此外,它也是许多天然产物的结构单元,同时也是合成其它杂环化合物的重要中间体。因此它们的合成是当前研究的一个热点。传统氧杂蒽类化合物合成方法是通过醛与含活泼亚甲基的羰基化合物在酸或碱催化下进行,寻找合适的催化剂是实现该反应的关键。通过对一系列催化剂的筛选,发现氯化氧锆是实现该反应最有效的催化剂。该方法适用范围广,反应对水不敏感,操作简便,产率高,反应时间短,无溶剂条件下进行,消除了有毒溶剂的排放,符合绿色化学的要求。吡咯衍生物具有很强的生物活性和特殊用途,可用于医药、农药、日化、染料、食品、高分子材料和光信息材料等领域。吡咯衍生物也是合成天然杂环化合物的重要中间体。可以看出对吡咯衍生物的研究是很有现实意义和长远意义的。虽然发展了多种合成吡咯的方法,但Paal-Knorr合成方法是合成吡咯化合物最简易的方法之一。该反应一般在酸催化下进行,通过测试了一系列酸性催化剂和各种条件实验,发现用催化量的四氯化锆,在超声条件下40 oC反应反应可顺利进行,由此发展了一种合成吡咯衍生物的新方法。总之,锆化合物作为催化剂在许多有机转化中表现出很多优越性。虽然锆盐已应用于各种有机反应中,得到了大的发展,但发展用锆盐催化的有机反应仍然是一项有趣且具有挑战性的研究课题。本课题在总结前人的基础上,研究氯化氧锆和四氯化锆在有机合成中的新应用。此项工作的开展将对经典有机化学中的酸碱理论进一步补充和扩展,为寻找新试剂、新方法奠定基础和开拓道路,将更好地促进有机合成化学的发展。