五元含氮杂环是一类重要的有机化合物,是很多药物分子及具有生物活性的天然产物分子的核心结构,其合成方法受到化学工作者的广泛关注和深入研究。而异恶唑和吡唑是两类很重要的五元含氮杂环化合物。本文分别研究了一锅法合成异恶唑和吡唑的方法:(1)基于端炔、酰氯和羟胺的一锅法合成异恶唑及其衍生物的研究以往的文献中,对于一锅法合成异恶唑的报道较多,但是大多都需要贵重金属及脱水剂的作用才能实现脱水合成异恶唑。本文发展了一种以廉价的铜纳米颗粒为催化剂,基于端炔、酰氯和羟胺的一锅法合成异恶唑的方法。该反应的第一步是在铜纳米颗粒的催化下,端炔和酰氯在以三乙胺为缚酸剂的条件下,室温下反应过夜得到炔酮中间体;接着在不经过任何处理的条件下,在反应体系中直接加入羟胺,DMSO为溶剂,升温至80 o C反应4 h;最后升温至130 o C脱水得到异恶唑及其衍生物。接着对于该一锅法反应的底物适应性进行了研究,该催化体系具有良好的底物适应性,对于无取代及供电子基团均能有良好的收率,并以此方法合成了17种3,5-二取代异恶唑。(2)基于端炔、酰氯和苯肼的一锅法合成吡唑及其衍生物的研究以往的文献中,主要研究了基于活泼的水合肼及甲肼来合成吡唑的方法,对于不活泼的苯肼研究很少,并且在有限的基于苯肼的一锅法合成吡唑的研究中,反应收率很低且底物适应性较差。本文发展了一种以廉价的铜纳米颗粒为催化剂,基于端炔、酰氯和苯肼的一锅法合成吡唑的方法。该反应的第一步也是在铜纳米颗粒的催化下,端炔和酰氯在以三乙胺为缚酸剂的条件下,室温下反应过夜得到炔酮中间体;然后该体系在不经过任何处理的情况下直接加入苯肼与甲苯溶剂,升温至80 o C反应过夜,得到目标产物1,3,5-三取代吡唑及其衍生物。接着我们对于该一锅法反应的底物适应性进行了研究,该催化体系具有良好的底物适应性,对于无取代、供电子和吸电子的基团均能有良好的收率,并以此方法合成了18种1,3,5-三取代吡唑。通过以上研究,本文成功实现了基于铜纳米颗粒催化的异恶唑和吡唑的一锅法合成,并对得到的相应产物进行了核磁和质谱表征。