3-氨基吲唑类化合物是一类具有生理活性的重要含氮杂环化合物,可以用来构建具有生物活性的嘧啶并吲唑类化合物。近年来,国内外已经发展了多种方法利用3-氨基吲唑类化合物作为合成子来构建具有合成价值的稠环化合物。然而,除了最常见的与羰基化合物发生缩合反应之外,关于3-氨基吲唑类化合物的其他反应活性至今尚未被报道。本论文主要对3-氨基吲唑未报道的氧化重排、N-N键活化及C-N键活化等反应活性展开研究。本论文主要包括以下七个方面的内容:一、对近年来国内外关于3-氨基吲唑化合物的研究进展进行综述。从3-氨基吲唑类化合物的性质、目前已发展的合成方法以及在有机合成中应用三个方面展开论述。二、3-氨基吲唑类化合物化学选择性缩合的反应研究。目前报道的3-氨基吲唑与羰基类化合物的缩合反应,绝大多数都是一级氨基优先对羰基化合物进行亲核进攻。我们利用具有环张力的3-乙氧基环丁酮作为环化试剂,在三氟化硼乙醚作用下,实现了3-氨基吲唑杂环的氮原子进攻环丁酮羰基部分的选择缩合,得到了一系列不同取代的嘧啶并吲唑类化合物。三、3-氨基吲唑类化合物氧化重排的反应研究。在氧化的条件下,利用水作为共溶剂,首次实现了3-氨基吲唑类化合物的扩环反应,在室温下合成了一系列不同取代的苯并三嗪酮类化合物。该方法避免使用强酸,无需过渡金属催化剂,无需惰性气体保护,操作简单,条件温和。此外,该方法放大后也不影响反应的效果。苯并三嗪酮类化合物具有显著的生理活性如抗癌、抗菌、抗关节炎、抗结核等活性,该反应为制备苯并三嗪酮类化合物提供了一种新的思路。四、3-氨基吲唑类化合物N-N键活化的反应研究。基于氧化N-N键活化的策略,我们利用NBS作为溴源,硝酸铈铵为氧化剂,醇类化合物既作为亲核试剂又作为反应溶剂,首次实现了3-氨基吲唑类化合物N-N键断裂,得到了一系列不同取代的2-氨基苯甲酸酯类化合物。此外,通过调控溴源和氧化剂,我们还可以选择性地得到单溴代和双溴代的2-氨基苯甲酸酯类化合物。五、3-氨基吲唑类化合物脱氮气开环的反应研究。该反应对多种杂环化合物如吲哚、吡咯、呋喃、噻吩、吡啶并咪唑等都展现出良好的兼容性,通过C-H键芳基化得到了一系列不同取代的含有苯甲腈结构的杂环类化合物。此外,该反应体系还可应用于实现烯基偕二硫化合物的C-H键芳基化反应,芳香、杂环和脂肪的硫醇也可顺利地和3-氨基吲唑在该反应体系下发生偶联反应。机理研究表明,该3-氨基吲唑的脱氮气开环反应是一个自由基参与的过程。六、3-氨基吲唑类化合物脱氮气环化的反应研究。1-氨基异喹啉和3-氨基苯并噻吩类化合物广泛存在药物活性分子中。该反应利用Cu/TBHP的氧化体系在碱性条件下实现了3-氨基吲唑与烯胺或巯基乙酸酯类化合物的脱氮气的环化反应,得到了一系列不同取代的1-氨基异喹啉和3-氨基苯并噻吩类化合物。该反应无需惰性气体保护,操作简单,官能团兼容性好。七、3-氨基吲唑类化合物分子内自由基环化的反应研究。我们设计在3-氨基吲唑分子内引入芳环或烯烃作为自由基受体,实现了3-氨基吲唑类化合物分子内的自由基环化反应,得到了一系列三亚苯和9-苄亚甲基芴类化合物。通过理论计算对该自由基环化反应提出了可行的反应机理。三亚苯类化合物在材料、光电等领域有着十分广泛的应用,该反应为制备含氰基的三亚苯和9-苄亚甲基芴类化合物提供了一种高效简洁的合成路线。