亚胺和喹啉是常用的药物、生物活性分子合成及精细化工中间体。亚胺传统的合成方法是由羰基化合物与胺缩合而成。在许多情况下,这个过程需要不稳定的醛、脱水剂及路易斯酸催化剂。因此,从绿色化学的角度,这种方法的规模化应用受到诸多的限制。在过去十年里,三种新型的合成路线受到较多的关注:（1）醇与胺交叉氧化偶联;（2）伯胺的氧化自偶联;（3）仲胺的氧化脱氢。喹啉等芳香含氮杂环化合物具有类似于亚胺的-（R¹）C=N-CH（R²）-结构（R¹,R²=-H,-alkyl）结构,因此也可以从类似于仲胺的1,2,3,4-四氢喹啉等饱和含氮杂环化合物氧化脱氢获得。在众多的氧化剂中,选用空气作为氧化剂具有经济、绿色、可持续等特点,近年来受到广泛关注。在这三种合成路线中,使用空气作为氧化剂时,高性能催化剂的开发是整个路线的关键技术。在众多的固体催化剂中,锰氧化物具有价格低廉、毒性小、可调的氧化还原性能及多样的晶体结构等特点,在催化氧化领域具有广泛的应用。本论文采用草酸路线合成了不同结构的锰氧化物,并应用于亚胺和喹啉的合成。通过TG-DSC、XRD、N₂吸附、SEM、TEM、XPS、H₂-TPR、ICP-OES及AAS等多种表征手段对催化剂的微观结构与理化性质进行了系统研究,同时对锰氧化物催化剂在需氧氧化合成亚胺和喹啉中的构效关系进行了较为深入的研究。（1）低温焙烧的锰氧化物催化醇与胺交叉氧化偶联针对传统固体催化剂在醇胺交叉氧化偶联合成亚胺中活性普遍不高的问题,本论文通过控制草酸锰焙烧条件,在低温（350℃至400℃的狭窄温度范围）首次可控合成了无定型锰氧化物（AMO）、Mn₅O₈、Mn₃O₄及MnO₂。通过对四种锰氧化物应用于醇胺需氧氧化偶联合成亚胺催化性能的考察,发现AMO是这种反应体系最有效的催化剂。采用空气作为氧化剂,AMO催化剂在80℃,甲苯为溶剂,反应1 h,给出苯甲醇100%的转化率,亚胺97.1%的选择性,这个结果优于已经报道过的所有锰基催化剂。而且它还具有广泛的底物适应性（26种底物）。通过构效关系研究,发现无定型结构、高比表面积、较高的(Mn³⁺+Mn⁴⁺)/Mn²⁺比率、容易的还原性是取得高催化活性的关键因素。锰氧化物表面的Mn³⁺和Mn⁴⁺可能是催化剂的活性位,且Mn⁴⁺的催化活性高于Mn³⁺。（2）高温焙烧的锰氧化物催化伯胺的氧化自偶联针对传统固体催化剂在伯胺的氧化自偶联中亚胺选择性较低的问题,本论文采用简单的草酸路线在高温热分解成功制备了不同结构的Mn₂O₃。通过对Mn₂O₃胺氧化自偶联催化性能的考察,发现在450℃焙烧所得Mn₂O₃显示较高的催化活性和选择性。采用空气作为氧化剂,这种Mn₂O₃催化剂在110℃,甲苯为溶剂,反应2 h,给出苄胺100%的转化率,亚胺96.2%的选择性,而且它还具有较好的底物适应性。高温焙烧所得的Mn₂O₃在伯胺的氧化自偶联中亚胺选择性远高于在低温焙烧的无定型锰氧化物。通过构效关系比较发现,催化剂表面的Mn³⁺和Mn⁴⁺是伯胺氧化的活性位,但高含量的Mn⁴⁺容易导致伯胺过度氧化生成腈。Mn³⁺/Mn⁴⁺的比率与亚胺的选择性成正相关。在450℃焙烧所得Mn₂O₃的表面氧中较高的水含量也是其优异催化性能的重要影响因素。此外催化剂表面积、还原性及表面水含量等也是其催化活性和选择性的影响因素。（3）掺杂的锰氧化物催化1,2,3,4-四氢喹啉氧化脱氢类似仲胺的饱和含氮杂环化合物1,2,3,4-四氢喹啉由于其结构有较大的空间位阻,进行氧化脱氢相对困难,而且在氧化过程中容易过度氧化。本论文采用草酸路线制备了CuO掺杂的MnO_x催化剂（MnO_x、Cu1-MnO_x、Cu2-MnO_x、Cu3-MnO_x、Cu4-MnO_x、Cu2-450及Cu2-550）,并应用于1,2,3,4-四氢喹啉氧化脱氢芳构化。少量CuO的掺杂极大的提高了MnO_x的催化性能,Cu2-MnO_x给出1,2,3,4-四氢喹啉99.1%的转化率和喹啉97.2%的选择性。CuO的掺杂提高了无定型锰氧化物催化剂表面的Mn³⁺的含量、吸附氧含量及晶格氧的流动性,它们是取得高催化活性的关键因素。Mn³⁺在1,2,3,4-四氢喹啉氧化脱氢中是关键的催化活性位。高含量的Mn⁴⁺也是1,2,3,4-四氢喹啉氧化的催化活性位,但容易导致喹啉过度氧化生成喹啉氮氧化物。此外,还发现吸附氧的含量与催化活性成正相关。研究结果表明,这些体系不需要贵金属,催化剂制备简单,仅有空气作为唯一的氧化剂,没有碱和配体的添加,反应条件温和,催化效率高,催化剂可以套用多次,产品分离容易,是一种绿色和环境友好的化工过程。这些探究对亚胺和喹啉的绿色合成具有重要的借鉴意义。