酚类化合物选择性氧化制备功能杂环化合物的研究

As a class of very important and inexpensive chemical raw materials, the oxidative conversion of phenolic compounds is a green, efficient and ideal approach for the preparation of many functional compounds, which is also a research focus in the field of chemistry and chemical engineering. However, these transformations usually suffer from low selectivity due to the strong reactivity and multiple reaction sites of phenolic compounds, and thus limits their applications. On the basis of our previous works and literature investigation, two new strategies for oxidative transformation of phenolic compounds toward functional heterocyclic compounds are proposed for this applicant: 1) Under acidic conditions, oxidationclization of phenolic compounds with active substances or in-situ formed intermediates that have a strong ability to capture free radicals. The work will focus on the synthesis of naphthoquinone imine compounds and their application as dyes. 2) In-situ generation of stable intermediates from the radical of phenolic compounds and the radical trap, then transformation of the intermediates into target products with other active substrates. This proposal would accomplish the elucidation of related reaction mechanisms, development of several methods for converting phenolic compounds to the corresponding cyclic compounds, and obtaining a variety of functional heterocyclic compounds for Industrial application. The implement of this proposal holds great importance in terms of scientificity and practicity.

酚类化合物一类非常重要且廉价易得的化工原料，其氧化转化是制备功能化合物的绿色、高效的理想途径，也是化学、化工研究的重要目标。但是酚类化合物在氧化条件下反应活性强和反应位点多，常常导致反应的选择性较差，由此限制了其在功能化合物制备中的应用。针对此问题，基于前期研究工作的积累与探索，本项目拟采取两种新策略开展酚类化合物氧化制备功能化合物及其应用研究。一是在酸性条件下用捕获自由基能力强的底物或在线形成的中间体与酚类化合物氧化环化合成杂环化合物，重点研究萘并呋喃酮亚胺类化合物的合成，并采用新思路开展染色应用研究；二是加入自由基捕获剂，使其与酚类化合物氧化形成的自由基形成稳定中间体，然后再与其他底物发生转化反应得到功能杂环化合物。揭示酚类化合物氧化转化过程的原理与规律，发展和建立合成功能杂环化合物的新途径，开发多种具有工业应用前景的功能杂环化合物。本项目的成功实施具有重要的科学意义和应用价值。

酚类化合物转化在医药、天然产物、染料、功能材料中有着广泛的应用，其氧化环化是制备功能化合物绿色、高效的理想途径。但是酚类化合物在氧化条件下反应活性强、反应位点多，常常导致反应的选择性较差，由此限制了其在功能化合物制备中的应用。.本项目主要围绕酚类化合物选择性氧化环化制备功能杂环化合物开展研究，按照既定研究计划推进研究工作，发展了2-萘酚与胺选择性氧化转化合成萘并[2,1-d]噁唑类化合物、无金属条件下邻苯二酚和醛以及乙酸铵氧化缩合合成苯并噁唑化合物、苯酚衍生物选择性氧化转化合成苯并噁唑类化合物、在线生成酚并转化为芳基醚以及其它类型酚类衍生物转化等方面的研究，并对相关反应的机理进行了研究、探讨。上述研究揭示了酚类化合物转化过程的原理与规律，建立了一系列合成功能杂环化合物的新途径，在一定程度上解决了酚氧化转化反应的一些难题，开发了多种具有工业应用前景的功能杂环化合物，拓展了酚的化学反应类型。.本项目完成了拟定的任务目标，在国际知名刊物Sci. China. Chem. (1), Chem. Eng. Sci. (1), J. Am. Soc. Chem. (1), Chem. Sci. (1), Org. Lett. (4), Org. Chem. Front. (1), Chem. Common. (1), Adv. Synth. Catal. (2), J. Org. Chem. (3), Org Biomol Chem.(1), Tetrahedron Lett. (2)等上发表了19篇SCI学术论文，其中含高水平国际期刊（SCI top）论文14篇；已经申请中国发明专利5件，授权1件。培养博士、硕士研究生14名。.