纳米氧化铜催化C-H官能团化合成杂环衍生物及催化机理研究

项目名称： 纳米氧化铜催化C-H官能团化合成杂环衍生物及催化机理研究

项目编号： No.21272006

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 张武

作者单位： 安徽师范大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 杂环是一类重要的结构单元，在天然产物、药物化学、有机合成等领域有着广泛应用。使用高效、价廉、可回收循环使用的纳米催化剂通过C-H 官能团化反应合成杂环及其衍生物具有重要的研究意义。本申请旨在制备多种形貌的氧化铜纳米结构，通过纳米氧化铜催化剂对C-H官能团化（构筑C-N、C-O、C-S键等）反应活性和选择性研究，探索催化剂形貌、结构对催化活性的影响，筛选出高效率、可循环、绿色化的催化体系，并将该体系应用于构筑含C-N、C-S、C-O键等杂环衍生物合成领域，发展新型杂环衍生物的合成方法。探索电子效应、立体效应对反应的影响，研究底物的范围，官能团的适用性。利用现代物理和化学手段（XRD、SEM、TEM、NMR、MS、ICP等），通过研究反应的中间体，催化反应前后催化剂的组成、成分、形貌，反应液中铜离子浓度等探索催化反应机理。

中文关键词： 纳米氧化铜；催化；C–H官能团化；杂环化合物；

英文摘要： Heterocycles are one of the most important structural motifs in pharmaceutically active compounds and natural products. Searching efficient methods for the synthesis of heterocycles and their derivatives have received great interests from the perspective of medicinal chemistry and organic synthesis. Considering the preference of modern green chemistry for more environmentally friendly materials, the development of an efficient reaction system with recyclable nanometer catalysts is highly desirable. The project will focused on the preparation of nano copper oxide with different structures and developing their catalytic application on the synthesis of heterocycles including C-N, C-O,C-S through C-H functionalization. Nano CuO catalyst with high efficiency and high selectivity will be found through investigating the effects of different nanostructures on catalytic activity. The effects of catalyst, base, solvent, temperature, and reaction time will be studied. The scope and functional group compatibility of the nano CuO catalyzed oxidative C-H functionalization will be investigated in the optimal reaction conditions. Furthermore, the mechanism of this nano catalyzed reaction will be investigated by XRD and SEM analysis of the catalysts after the reaction and ICP analysis of the leaching of the copper from the CuO

英文关键词： nano CuO；catalysis；C–H functionalization；heterocycle；