近年来,含氮杂环化合物在生物医药和功能材料等领域具有广泛应用。吡唑作为一种含氮杂环类化合物,不仅有抗菌、抗肿瘤和解热镇痛等药理活性,而且还是一种重要的有机合成中间体,因此,对其进行合成研究具有重要的价值。马来酰亚胺类化合物是一类重要的有机合成构建模块,以其为合成子,可以发生Micheal加成、氧化偶联和Diels-Alder加成等反应,已成为目前有机合成构建氮杂环类化合物的研究热点之一。本课题组近年来一直致力于马来酰亚胺类含氮杂环化合物的合成及其生物活性研究。在此基础上,本文主要研究了氯胺-T促进的腙与缺电子烯烃如富马酸二甲酯和马来酰亚胺的[3+2]环加成反应,合成了吡唑及二氢吡咯并[3,4-c]吡唑类化合物。本课题主要研究内容包含以下三个部分。一、研究了氯胺-T促进的腙与富马酸二甲酯的[3+2]环加成反应。首先我们对反应条件进行了优化,确定了最优反应条件为腙、缺电子烯烃如富马酸二甲酯和氯胺-T在乙二醇二甲醚中70℃反应2 h。随后我们对反应过程进行了优化,采用一锅法,以肼和醛作为腙的反应前体,与富马酸二甲酯通过[3+2]环加成反应合成吡唑类化合物。二、研究了氯胺-T促进的肼、醛与缺电子烯烃的一锅法[3+2]环加成反应的底物适用范围。当以富马酸酯和马来酸酯为底物时,各类肼和醛适用性较好,并得到13个相应产物,收率在60%～87%之间,且以富马酸酯为底物时反应收率相对较高,以马来酸酯为底物时收率相对较低;当以苯甲醛、苯肼和肉桂酸乙酯为底物时,收率为43%,其收率较低的原因可能是苯环结构与烯烃共轭,增加了双键的电子云密度,降低了其反应活性;当以苯甲醛苯腙和N-取代的马来酰亚胺为反应底物时,各类N-取代的和未取代的马来酰亚胺都具有良好的适用性,得到7个相应产物,收率在83%～96%之间。三、对反应机理进行探索。添加TEMPO和BHT控制实验证实了该反应不是自由基反应,且空气中的氧气对反应没有影响。为了进一步探索实验机理,我们对反应过程进行了监控,并降低了氯胺-T的用量,证明了该反应的收率与氯胺-T的添加量有关。由此推测,可能的反应机理为肼和醛反应先生成腙,而后腙在氯胺-T的作用下形成1,3-偶极子,同时伴随着对甲基苯磺酰胺的产生,最后形成的1,3-偶极子与缺电子烯烃发生[3+2]环加成反应得到吡唑类化合物。综上所述,本文共合成了21个化合物,其中9个化合物未见相关文献报道。我们对合成的化合物通过测定其熔点、红外光谱、核磁共振氢谱和碳谱、低分辨质谱和高分辨质谱等进行了结构表征。