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1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
| 本课题的意义、国内外研究概况、应用前景等（列出主要参考文献） 课题意义： N,N二甲基苯胺是一种廉价易得的原料，作为含氮结构基元的潜在前体，因而是有机合成领域非常重要的结构单元和中间体。在适当的条件下，可以高效的转化为各种苯胺类衍生物。 近年来，由于二芳基烷烃片段能在化合物中表现出药理活性，是构建功能材料的关键亚基。其合成方法的发展越来越受到人们的关注，例如，这些衍生物已被用作构建功能化杂环的基石。同时二芳基甲烷也是生物分子的关键结构，也是杯芳烃，柱芳烃等超分子结构的构成块。此外，它们也是实施分子机制和构建可分解有机材料的重要结构单元。 因此，如何将N,N二甲基苯胺通过高效简便的途径合成二芳基烷烃吸引了大批科学家的兴趣，该课题的实现将进一步完善合成二芳基甲烷的方法，同时在染料合成、以及药物合成中具有潜在的应用价值。 国内外研究状况： 2002年，Nagasawa课题组报道了一种新型的N，N-二烷基芳香胺和共振稳定的碳亲核试剂的甲醛在醋酸或者乙腈为溶剂的条件下，N,N-二甲基苯胺之间的缩合反应生成二芳基甲烷类化合物（图1）[1]。但是得到的产率较低仅有23。 图1 2015年，重庆大学的熊燕课题组报道了在FeCl3·6H2O和三乙胺作为氧化剂和催化剂的条件下，N，N-二取代苯胺的衍生物可合成含各种官能团的二芳基甲烷，但是产率都不是很高，主要产物为4,4-对(二甲氨基)-二苯基甲烷[2](图2)。 图2 此外，还有一些金属铜催化的N，N-二取代苯胺转化成多种官能化的苯并化合物。例如，2012年李建新课题组报道了以四甲基乙二胺(TMEDA)为碳源，在CuCl2催化下，以氧气为氧化剂，在温和的条件下，实现了二吲哚甲烷的合成（图3）。具有良好的区域选择性，但是产率较低仅有29[3]。 图3 但是，这些金属催化的反应后处理较为麻烦，反应后不易被移除，以甲醛引入亚甲基也需要额外的原料，不太简便。通过对文献的调研，我们认为该领域仍然具有很大的研究空间，例如，尝试不同的反应试剂、不同底物及其他类型的催化剂；探索经由不同反应机制的新化学反应，是否可以一步构建其他类型的化学键。因此，我们设想通过快速的“一锅法”反应实现直接由原料N,N二甲基苯胺合成4,4-对(二甲氨基)-二苯基甲烷，该设想不仅可以提供一种更简易，更高效的合成方法，也可以为合成二芳基甲烷的研究提供一些新思路。
应用前景： 该产物4,4-对(二甲氨基)-二苯基甲烷是可以合成生物染料和有机染料的重要染料中间体。同事二芳基烷烃片段能在化合物中表现出药理活性，是构建功能材料的关键亚基。二芳基甲烷也是生物分子的关键结构，也是杯芳烃，柱芳烃等超分子结构的构成块。此外，它们也是实施分子机制和构建可分解有机材料的重要结构单元。 在测量分析中还可以用作测定铅、锰、臭氧等的灵敏试剂。其盐酸盐作铅试剂，与氧化剂作用时形成深蓝色氧化物检验铅、臭氧及其他氧化剂，沉淀钨。此外还可用于高分子化工、医药等行业。
参考文献： [1] Yuichi HashimotoKazuo Nagasawa,Novel Mannich-type nucleophilic substitution reaction with tertiary aromatic amines,Tetrahedron Letters 43 (2002) 2935–2938 [2] Xuege Ling.Yan Xiong,Synthesis of Benzidine Derivatives via FeCl3·6H2OPromoted Oxidative Coupling of Anilines.J. Org. Chem. 2013, 78, 52185226 [3] Lei Zhang,Jian-Xin Li,Cu(II)-catalyzed C–H (SP3) oxidationC–N cleavage base-switched methylenationfmylation using tetramethylethylenediamine as a carbon sourcew,Chem. Commun., 2012, 48, 5928–5930
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2. 研究的基本内容和问题
| 研究的目标、内容和拟解决的关键问题 研究目标： 我们希望发展一种光催化N,N二甲基苯胺合成4,4-对(二甲氨基)-二苯基甲烷的方法。该方法具有新颖、有效、原料廉价、条件温和等优点。合成底物，考察底物范围，对产物进行分析表征，初步探索反应机理，将所得产物进行简单的化学转化，合成其他合成有用的中间体或化合物，考察该合成新方法的应用价值。 研究内容： 1. 寻找合适的反应底物和试剂、催化剂，以及确定我们想法和策略的可行性，同时确定模板反应； 2. 通过对催化剂、添加剂、溶剂、温度等反应参数的尝试和筛选，确定反应的最佳条件； 3. 在最佳反应条件的基础上，拓展底物范围，考察底物的适用性，合成一系列目标产物，用多种分析手段（如IR、HRMS、NMR等）进行表征； 4. 对目标产物进行简单的合成转化，得到一些在合成上有用的中间体或化合物，考察我们的新反应的合成应用价值； 5. 利用一些控制实验或者同位素标记的方法等，初步研究反应机理，从而对该反应有更深一层的理解。
拟解决的关键问题： 1. 设计合适反应的底物、考察廉价且合适的催化剂； 2. 如何有效控制反应的化学选择性、区域选择性； 3. 如何理性的设计一些控制实验、捕获实验以及动力学等实验对反应机理进行初步研究，从而更好的理解反应机制，为进一步的研究和反应的设计打下基础。
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3. 研究的方法与方案
| 研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析 研究方法： 1.寻找合适的催化剂，以及确定我们想法和策略的可行性，同时确定模板反应。 2.通过对催化剂、添加剂、溶剂、温度等反应参数的尝试和筛选，确定反应的最佳条件。 3.在选定的最佳条件下，进行一系列的反应底物和机理研究。
技术路线：
可行性分析： 1. 指导老师从事多年的有机合成科研工作，在方法学领域做过比较系统的研究，经验丰富。 2. 本人较系统地学习了有机化学、有机合成、物理化学、无机化学、仪器分析等学科的知识，进行过系统的实验操作等学习，并且参与了SRT小组研究，具备一定的动手实践能力。 3. 我们查阅了相关文献，对课题的研究背景已有充分的了解，验证了实验设计的合理性。同时，我们也对本课题进行了初步尝试，获得了一些初步的研究结果。
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4. 研究创新点
| 特色或创新之处 1.光催化自由基反应合成二芳基甲烷类化合物。 2. 条件温和，绿色环保，操作安全简单。
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5. 研究计划与进展
| 研究计划及预期进展 1. 2018年12月 （1）查阅文献，了解该领域研究状况、研究背景 （2）设计技术路线，考察想法、设计策略的可行性 （3）购买相关原料、试剂 2. 2018年12月至2019年3月 （1）通过对催化剂、添加剂、溶剂、温度等反应参数的尝试和筛选，确定反应的最佳条件。 （2）进一步进行底物的合成与拓展 （3）对产物进行分析表征 3. 2019年3月至2019年5月 （1）继续拓展底物，并研究产物的进一步化学转化 （2）初步研究反应机理 （3）撰写论文，准备答辩
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