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过渡金属催化下有机硅烷参与的Hiyama偶联反应是形成碳-碳键的重要方法之一。有机硅烷中的碳-硅键通常很稳定,因而需要添加活化剂,这显然是环境不友好的。发展光激发下绿色的方法来促进碳-硅键的断裂从而构建新的碳-碳键或碳-氧键具有十分重要的意义。本论文主要围绕了光照条件下碳-硅键的断裂及后续官能团化反应来展开工作。系统地研究了光激发下不同溴源促进的碳-硅键断裂,反应中间体的进一步转化以及作用机理。 首先,研究了光照条件下氢溴酸催化的碳-硅键断裂及氧化反应。利用氢溴酸作为催化剂,空气中的氧气作为氧化剂,成功地实现了苄基硅烷衍生物的碳-硅键断裂及随后的氧化反应,得到了苯甲酸类化合物。通过对催化反应作用机理的研究,表明氢溴酸在整个反应体系中起到了非常重要的作用。氢溴酸不仅起到了单电子转移媒介的作用,从而促进了碳-硅键的断裂。同时,氢溴酸使得反应体系为酸性条件,溴负离子通过氢键的作用更好地溶剂化,这提高了溴原子的氧化还原电势。而且氢溴酸高效地催化了反应体系中间体的进一步转化。 其次,研究了光照条件下N-溴代丁二酰亚胺(NTBS)促进的碳-硅键断裂及溴代反应。有机硅烷在反应体系中经历了碳-硅键断裂与随后的溴代两次关键步骤,溴原子起到了两次重要的作用。第一次是作为单电子转移的媒介,促进了碳-硅键的高效断裂;第二次是作为溴源,从而最终完成向苄溴化合物的转化。溴原子作为电子转移媒介促使整个反应体系顺利地进行,这对进一步开展溴原子催化的碳-硅键断裂研究有重要的意义。 随后,开展了光照条件下四溴化碳催化的碳-硅键断裂及氧化酯化反应的工作。在之前工作的基础上,通过筛选一系列的溴源,发现光激发下四溴化碳作为催化剂,氧气作为氧化剂时,可以成功地实现苄基三甲基硅烷的碳-硅键断裂以及随后的氧化酯化过程。同时对底物普适性进行了研究,合成了一系列芳香酯类化合物。通过大量的实验事实,提出了反应的可能机理,推测反应可能经历缩醛化过程。光照下氧气参与的有机硅烷衍生物在醇类溶剂中经过一系列转化,从而高效地合成芳香酯类化合物的方法,在绿色化学和有机合成这两个方面都具有很高的研究价值。 接着,进行了光照条件下三氟甲基三甲基硅烷(TMSCF3)对芳香醛的三氟甲基化反应的研究。三氟甲基三甲基硅烷与芳香醛的加成反应是用来合成三氟甲基甲醇类化合物的最常见方法之一。该反应体系是不需要任何的添加剂,仅在氙灯光照及氧气氛的条件下,室温即可温和且高效地完成三氟甲基化反应,从而可以清洁且高选择性地得到三氟甲基芳基甲醇类化合物。同时细致地研究了该反应的底物普适性以及对该反应可能的历程进行了讨论。 最后,研究了在光照条件下链状醚类化合物的α-碳-氢键官能团化反应。醛酮类化合物具有良好的光化学活性,在紫外光的激发下,芳基醛、酮类化合物可以与链状醚类化合物发生加成反应得到β-羟基醚类化合物。分别对反应体系的激发光能量、反应温度、底物普适性进行了研究以及讨论了反应的可能机理。在该反应体系中,原料简单易得,反应条件温和,是一种新型的可以实现链状醚的α-碳-氢键官能团化的方法。