电化学条件下芳基硼酸的反应特性及其与芳环sp2 C-H进行碳氢活化/偶联反应的研究

以电化学为技术，研究芳基硼酸类化合物在各种溶剂，酸碱条件和各种金属电极等条件下的反应特性，及其与芳环上sp2 C-H进行碳氢活化/偶联的反应，期望发展电化学技术运用于C-H活化/偶联反应的新方法。通过研究电化学条件下芳环C-H活化/偶联反应的机理，探索电化学有机合成的新现象、新规律，进一步发展高效、高选择性以及对环境友好的合成芳基化合物的新技术，这项研究将不断丰富有机电化学合成的内涵，为合成芳基化合物提供新途径。

电化学是一种非常有效的合成和改性有机分子的方法，它和普通有机化学合成法相比具有很多独特的优点。依据研究计划，在电化学条件下对苯硼酸的特性和各种转化进行了研究。在氨水溶液中，以铜片为工作电极和对电极，通过简单地调节电压和氨水浓度，可以高选择性地分别生成苯胺和苯酚， 选择性达到30：1 和21:1。本方法第一次利用电化学手段， 在温和的水相溶液中选择性将苯硼酸分别转变为苯酚和苯胺。将芳基硼酸和五水硝酸铋直接混合，通电反应即可生成硝基苯，产物收率可达89%。本反应直接利用电子作为反应试剂，不需添加氧化剂，具有环境友好性。在对苯硼酸的有机转化的一系列研究中， 发现过氧间氯苯甲酸可以在温和的条件下把苯硼酸转化为苯酚。.本项目在电化学条件下，研究了吲哚和其它含氮杂环类化合物的C-H活化/偶联反应， 研究表明， 电化学条件下， 在水中一些有机转化非常有希望， 比如吲哚和含氮杂环反应可以取得很高的产率，可以直接实现C-H/N-H化合物之间的偶联。本课题组也完成了甲苯/环己烷和简单酰胺化合物之间的C-H/N-H键的直接偶联反应的研究。.在电化学条件下， 顺利地完成了环氧化合物还原成烯烃的反应，高选择性割断二苯醚类化合物的研究，糠醛到2-甲基呋喃的电化学制备方法和含氟芳香化合物的脱氟氢化反应等。发现电化学条件下的有机合成，因其以电子为反应试剂而使有机转化具有独特的性质，如在温和的条件下可产生高活性的中间体，可以解决一些在传统有机合成条件下所遇到的问题。电化学的电势或电流可以随机控制，单池和双池各有优势。利用循环伏安法这一电化学分析法，对反应机理进行了研究并指导条件的优化。本项目在这些方面的研究成果，拓展了有机电化学的研究领域，发展了高效， 高选择性以及对环境友好的有机合成新方法和技术。