酰胺类结构是精细化学品中的一类常见官能单元,通过羰基化反应策略构建-CO-NH-一直是该领域的热点研究课题。然而传统羰基化反应在催化体系设计与羰基源的选择上面临两大挑战:一方面,过渡金属特别是贵金属催化剂容易中毒失活,其使用在显著增加反应成本的同时,导致不可忽视的金属残留问题;另一方面,高毒性一氧化碳的使用对反应条件提出更严苛要求(高温、高压),进而限制了其在基础研究与工业领域的应用。因此,发展清洁、高效和绿色的羰基化合成新方法与新体系具有重要的科学意义。基于此,本论文重点围绕酰胺化合物的绿色合成与体系创建,提出了以卤代芳烃光致均裂为起始步骤的自由基羰基化反应新方式,建立了以抗坏血酸为酰基源制备草酰胺类双羰基化合物的高效非催化体系。论文研究获得如下主要结论:(1)在254nm单波长紫外光源激发下,实现了水相无过渡金属参与的卤代芳烃羰基化反应,在常压CO条件下即可以31%-84%的良好收率获得相应芳基酰胺或芳基酯产物。该反应体系对有机胺类(包括伯胺、仲胺、叔胺)和醇类(小分子醇、芳香醇)分子均具良好耐受性。光致激发下卤代芳烃直接均裂形成氯自由基和芳基自由基是反应的前提条件,芳基自由基与CO的直接加合及氯自由基诱发底物胺或醇的攫氢过程是完成羰基化反应的关键步骤。(2)证实抗坏血酸及其衍生物可作为一类绿色高效的羰基源完成双羰基草酰胺的一步合成。在室温(25℃)无任何能量补偿且无催化剂的反应条件下,抗坏血酸与系列化脂肪胺或芳香胺均能生成具有良好分离产率(54%-97%)的双羰基产物,有氧气氛下抗坏血酸的烯二醇结构氧化脱氢历程是反应的关键起始步骤。该反应模式还可成功用于草酸酯化合物的制备。(3)以低毒稳定的乙腈分子作为酰化试剂,在FeC13热催化条件下(100℃)可实现胺的乙酰化反应,并且底物结构中存在醇羟基等活性基团时能够高选择性的对氨基进行酰化。该体系反应条件简单温和,并避免了酰氯等传统毒性酰化试剂的使用。同位素示踪试验证明乙腈与胺生成的脒中间体经水解过程到乙酰胺产物,水和乙腈分别是乙酰胺结构中羰基和甲基的直接来源。论文的主要创新与特色:以抗坏血酸为羰基源,在非催化条件下实现草酰胺类双羰基化合物的高选择性快速合成,是无毒天然有机大分子物质用于官能团化合成反应的一类新尝试;以传统溶剂乙腈作为乙酰基源用于催化羰基化反应,对于乙腈等惰性物质的活化模式与合成应用提供了新认知。