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可见光催化温和的反应条件、丰富的反应类型和独特的反应机制成功构筑了多种碳碳键和碳杂键。可见光催化的模式正在成为有机化学领域的研究热点。本论文我们利用光敏剂与底物发生光诱导电子转移生成自由基中间体,实现了多个串联的环化反应;在没有氧化剂和还原剂存在的体系中,利用光敏剂与底物发生的光诱导能量传递,实现了非刚性烯烃分子间的[2+2]环加成反应。具体研究结果如下: 1.通过可见光催化,实现了镁盐催化的二级胺与吲哚的偶联环化反应,成功构筑了吲哚并喹啉的生物骨架。机理研究证实二级胺受光激发将电子传递给氧气,生成的氮邻位碳自由基中间体与吲哚发生自由基加成,得到吲哚并喹啉产物。 2.通过可见光催化,实现了三苯基吡啶铱(Ⅲ)催化的烯胺与溴代苯乙酮的自由基加成环化反应,高效合成了2,5-二芳基吡咯,产率高达99%。结合光催化与路易斯酸催化实现了烯胺的二聚反应。以空气作为氧化剂,三联吡啶钌为光催化剂,三氟甲磺酸锌为路易斯酸,在蓝光照射下构筑了一系列吡咯烷酮衍生物。手性配体的引入显著提升吡咯烷酮产物中季碳原子的对映选择性。 3.通过可见光催化,实现了三苯基吡啶铱(Ⅲ)催化的非刚性烯烃的分子间[2+2]环加成反应。在均相溶液相体系中,高效、高选择性地生成了α,β-不饱和烯烃自身二聚的产物。这是首例利用光敏剂与底物发生可见光区能量传递实现α,β-不饱和烯烃[2+2]环加成得到四元环丁烷的反应。理论计算揭示该反应经历双自由基过程。进一步,我们将这一方法成功拓展到非刚性烯烃与芳香端烯的交叉[2+2]反应,并得到构型单一的产物;以简单的酮、醛、烯为原料,实现了一锅法的多组分反应,构筑了四元环丁烷骨架的多种环化产物。