1、自組織廣泛存在于自然世界，人類(lèi)社會(huì)以及生命系統(tǒng)等多個(gè)領(lǐng)域。在化學(xué)領(lǐng)域，傳統(tǒng)的自組織研究多集中在非共價(jià)作用的分子自組織行為上，而如何簡(jiǎn)便，高效，有序的構(gòu)建共價(jià)鍵一直是有機(jī)合成化學(xué)家追尋的目標(biāo)。為了實(shí)現(xiàn)理想的有機(jī)合成過(guò)程，我們將分子的自組織行為與傳統(tǒng)的串聯(lián)反應(yīng)結(jié)合。通過(guò)底物分子自發(fā)有序的歧化，平行以及匯聚等過(guò)程更加高效的合成復(fù)雜目標(biāo)分子化合物。這種“平行匯聚網(wǎng)絡(luò)模式”相比于傳統(tǒng)的“單線性串聯(lián)反應(yīng)模式”更為符合理想有機(jī)合成的理念，是一類(lèi)極易構(gòu)

2、建新穎分子骨架的反應(yīng)策略，同時(shí)，也是拓展新穎反應(yīng)類(lèi)型的重要途徑。
　　本論文基于有機(jī)單元反應(yīng)和串聯(lián)反應(yīng)為構(gòu)件的自組織集成，提出了多個(gè)新穎的自組織反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)策略，實(shí)現(xiàn)了一系列新穎雜環(huán)化合物的合成，主要分為以下幾部分:
　　第一章，首先概述了自組織行為在各個(gè)領(lǐng)域的相關(guān)研究，然后綜述了近年來(lái)自組織行為在有機(jī)合成領(lǐng)域的相關(guān)研究進(jìn)展，最后，提出了本論文的研究思路。
　　第二章，基于對(duì)自然界中存在的平行，匯聚反應(yīng)模式的理解以及對(duì)已有

3、傳統(tǒng)有機(jī)單元反應(yīng)的認(rèn)識(shí)，我們?cè)O(shè)想將多個(gè)有機(jī)單元反應(yīng)集成于一個(gè)反應(yīng)體系中，經(jīng)過(guò)反應(yīng)底物自發(fā)的平行匯聚等反應(yīng)過(guò)程一步構(gòu)建復(fù)雜日標(biāo)分子化合物。我們稱(chēng)這種反應(yīng)模式為自分工反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)。以芳乙酮，安息香以及醋酸銨為反應(yīng)底物，在分子碘為催化劑DMSO為溶劑的條件下發(fā)生兩組平行反應(yīng)序列，分別生成碘代芳乙酮，芳基酮醛，二羰基化合物以及亞胺化合物。最后，兩個(gè)平行生成的中間體匯聚集成合成了目標(biāo)分子化合物多取代噁唑。
　　第三章，我們以多樣化的底物芳乙酮，

4、芳乙烯以及芳乙炔出發(fā)，通過(guò)不同的反應(yīng)條件合成了相同的亞穩(wěn)態(tài)中間體芳基酮醛。隨后，中間體芳基酮醛與醋酸銨發(fā)生后續(xù)的串聯(lián)反應(yīng)生成了二取代噁唑化合物。我們通過(guò)該方法成功的構(gòu)建了多路徑匯聚偶聯(lián)反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的合成策略。經(jīng)過(guò)控制實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，表明該反應(yīng)經(jīng)歷了碘代芳乙酮和芳基酮醛中間體，實(shí)現(xiàn)了將碘代、Kornblum氧化以及環(huán)化等多個(gè)有機(jī)單元反應(yīng)自序化集成于一鍋中。
　　第四章，在第二章的基礎(chǔ)上，我們通過(guò)更換反應(yīng)條件（將溶劑從DMSO變?yōu)橐译?，加入適當(dāng)

5、的堿）進(jìn)而改變了反應(yīng)的過(guò)程，在底物不變的情況下合成了多取代咪唑類(lèi)化合物。我們通過(guò)該方法成功的發(fā)現(xiàn)了自分工反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的又一例證。通過(guò)控制實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)溶劑的變化避免了生成的中間體碘代芳乙酮的氧化，進(jìn)而抑制了噁唑化合物的生成。
　　第五章，在傳統(tǒng)的有機(jī)反應(yīng)中，副產(chǎn)物往往成了不能利用的“廢物”。而我們?cè)O(shè)想能否將建立的自分工反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)與副產(chǎn)物串聯(lián)催化相融合，利用平行反應(yīng)中產(chǎn)生的副產(chǎn)物來(lái)催化后續(xù)的匯聚反應(yīng)，這種方法將極大的提高反應(yīng)的原子經(jīng)濟(jì)性。

6、基于此種思想，我們使用苯胺，芳乙酮以及硫鹽為反應(yīng)底物，在CuO/I2為催化劑配體存在以及堿性條件下DMSO溶劑中反應(yīng)。CuO/I2在催化上游反應(yīng)生成芳基酮醛的同時(shí)生成副產(chǎn)物CuI，而這種副產(chǎn)物能催化后續(xù)的中間體芳基酮醛，鄰碘苯胺以及硫鹽的匯聚過(guò)程進(jìn)而合成了噻唑化合物。
　　第六章，我們以簡(jiǎn)單易得的芳乙酮和硫脲為起始底物一步構(gòu)建了復(fù)雜的二雜芳基硫醚化合物。在該反應(yīng)中，我們將已有的兩個(gè)串聯(lián)反應(yīng)結(jié)合，在一鍋之中以適合的反應(yīng)條件一步完成了

7、二雜芳基硫醚化合物的合成。我們通過(guò)該方法成功的發(fā)展了新穎的多路徑偶聯(lián)反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)合成策略。經(jīng)過(guò)機(jī)理分析，認(rèn)為該反應(yīng)將多個(gè)碘代，縮合，脫水以及水解反應(yīng)集成為一個(gè)自組織的復(fù)雜反應(yīng)系統(tǒng)從而實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜目標(biāo)化合物的一步構(gòu)建。
　　第七章，在第六章的基礎(chǔ)上，我們通過(guò)更換反應(yīng)條件，將反應(yīng)溫度升高發(fā)現(xiàn)以相同的底物出發(fā)實(shí)現(xiàn)了硫甲基取代的酰胺基噻唑化合物的合成。我們通過(guò)該方法成功的發(fā)展了一例新穎的自分類(lèi)反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的合成策略。在該反應(yīng)中，底物芳乙酮一部分在D

8、MSO溶劑中發(fā)生碘代環(huán)化硫甲基化反應(yīng)生成硫甲基氨基噻唑中間體，另一部分發(fā)生碘代氧化反應(yīng)生成芳基酮醛中間體。最后兩個(gè)中間體匯聚合成了硫甲基取代的酰胺基噻唑化合物。
　　第八章，我們使用酚類(lèi)化合物和酮類(lèi)化合物為起始底物，在酸性條件下正己烷溶劑中反應(yīng)。在該反應(yīng)中，當(dāng)使用環(huán)己酮時(shí)能夠生成2-氫色烯，當(dāng)使用芳乙酮時(shí)能生成4-氫色烯，當(dāng)使用丙酮時(shí)能生成較復(fù)雜的螺環(huán)結(jié)構(gòu)，當(dāng)使用正戊酮時(shí)能生成苯并環(huán)戊烷結(jié)構(gòu)。該反應(yīng)中的每一類(lèi)目標(biāo)分子化合物都得到了

9、單晶衍射的結(jié)構(gòu)證實(shí)。我們通過(guò)該方法揭示了一個(gè)多樣導(dǎo)向性合成的反應(yīng)系統(tǒng)。
　　第九章，受到近幾年飛速發(fā)展的C-H鍵活化及直接官能化的啟發(fā)，我們嘗試使用苯甲酰乙酸乙酯以及無(wú)取代基的吲哚為起始原料，通過(guò)苯甲酰乙酸乙酯的碘代氧化以及與吲哚的匯聚環(huán)化反應(yīng)一步構(gòu)建新穎的五并環(huán)結(jié)構(gòu)體吲哚并咔唑化合物。該反應(yīng)成功的實(shí)現(xiàn)了無(wú)金屬催化條件下的活潑亞甲基以及雜芳基的直接C-H官能化，有效的拓展了C-H鍵官能化的反應(yīng)類(lèi)型。
　　第十章，對(duì)本篇博士論