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有机羧酸化合物在有机合成和药物合成中具有很高的应用前景。一方面,羧酸和羧基功能基团广泛存在于各类有机化合物中,活泼的羧酸衍生物在碳-碳键切断和构建方面占有十分重要的地位;另一方面,含羧基的化合物价格便宜、容易制备,而且脱羧反应具有高度的选择性和主要副产物为二氧化碳的特点。因此,通过脱羧来切断碳-碳键而活化反应来构筑新的化学键不仅是一条新的有机合成反应途径,而且是一种廉价、环境友好、符合可持续发展战略的合成路线。 目前,与C(sp2)和C(sp)杂化的碳相连的羧酸的脱羧反应研究较多,对于C(sp3)杂化的碳,也就是脂肪羧酸的研究很少,因为其难以活化。在为数不多的报道中,反应都是在氮气或者氩气的氛围下,通过金属的催化直接脱羧后发生偶联反应。这类反应通常是利用金属钯为催化剂,需要配体的存在,以及金属银盐等作为氧化剂,这些条件大大限制了这类反应在有机合成上的广泛应用。 本课题研究出利用便宜的铜盐和氧气,不需要外加任何配体,也不需要外加添加物,苯乙酸可以发生C(sp3)氧化脱羧反应。也就是在脱羧的同时,还将苄位的亚甲基氧化成了羰基,从而可以方便地生成有机合成和药物分子中重要的中间体2-芳香取代的苯并噻唑、一级芳香酰胺、芳香甲腈和醛等,其中分子氧在这类反应中即充当氧化剂,又充当反应物。氧气作为一种广泛存在的氧源,具有来源广泛,绿色无污染的特点,铜盐作为一种有效催化剂,与传统金属有机所使用的贵重金属Pd,Pt,Ni等相比,价廉而且毒性低,加上这类反应无需外加配体和其他添加剂,使得这类反应不仅在学术上有深远的意义,而且极大的提高了这类反应在工业生产上的应用。