吡啶衍生物作为一种重要的含氮杂环化合物,广泛存在于自然界多种天然产物中,且部分吡啶分子还具有一定的生物活性。作为重要的精细化工原料之一,吡啶衍生物在各种天然产物和合成药物化学中均起着核心作用。正是由于其在有机合成领域中重要且多样的应用前景,吡啶类化合物的合成一直受到化学工作者的广泛关注。本论文工作以新型的简单便捷、绿色高效的吡啶合成方法为出发点,利用二氧化碳作为原料脒C=N断键的促进剂发展了一种实用的路线来构建吡啶环。其次,利用简单的铜催化剂催化唯一原料α,β-不饱和肟制备出一系列吡啶化合物。论文具体包含以下两部分研究内容:1.通过CO₂促进脒C=N断键和1,3-二炔共同构建多取代吡啶的研究尽管吡啶的合成已经取得了许多进展,但以脒类化合物作为构建吡啶环氮源的方法目前还没有被深入研究。我们以二氧化碳作为促进剂,利用芳香取代的丁二炔与DBU和其他几种脒交叉环化共同构建多取代吡啶化合物,开创了一种新型、原子经济性的多取代吡啶合成路线。经过大量实验,我们已经证实二氧化碳在C=N断键过程中起决定作用,CO₂可以活化DBU等脒类化合物,在碱的作用下促使原料脒C=N断键。同时,同位素标记实验表明:合成的取代吡啶中羰基中的氧来源于水。这种方法开辟了二氧化碳促进C=N断键和加速环化生成吡啶化合物的新策略,为合成化学中C=N键型氮源的利用提供了新思路。2.通过Cu/NaHSO₃体系催化肟的偶联反应合成多取代吡啶化合物的研究我们发展了一种利用铜催化α,β-不饱和肟合成多取代吡啶化合物的简洁方法。在此反应中,α,β-不饱和肟作为构建吡啶环的唯一原料,不仅在铜催化剂的作用下生成亲核的二价铜烯胺中间体,同时肟还作为迈克尔加成反应的受体起到关键的作用。我们推测,在温和的条件下,亲核二价铜烯胺和α,β-不饱和肟能以区域选择性和化学选择性的方式提供交叉环化。然后通过二价铜的氧化、利用芳构化最终成功合成所需的多取代吡啶化合物。本方法具有起始原料廉价易得,反应条件温和迅速的优点,为选择性地合成多取代吡啶提供了一种具有吸引力的方法。