嘌呤以及嘧啶等开环核苷类化合物的合成方法学研究

核苷是生物系统的基本构件，具有广泛的生物活性。核苷类化合物在抗病毒药物中占有相当重要的地位，核苷类药物已经成为治疗癌症、艾滋病、肝炎以及其它一些严重的病毒性疾病的主要药物，已成为一类不可缺少的药物。对核苷类化合物的合成、活性、药理等方面的研究已成为化学、生物、医学工作者的热门课题。本项研究将以6，9位改造的嘌呤以及嘧啶等开环核苷类化合物和核苷磷化物作为主要研究方向，分别设计多取代无环糖基核苷，磷酸（酯）、叠氮、卤素等取代核苷，用简单易得的原料通过一锅煮法、多组分反应合成目标化合物，提供有效合成核苷及其类似物的新合成方法，合成结构新颖的核苷类化合物以丰富抗病毒核苷类化合物合成的研究领域。鉴于核苷类化合物在抗病毒、抗肿瘤以及抗菌类药物开发的重要性，我们认为积极开展新型核苷类及其类似物的合成方法研究十分必要，并且具有重要的理论意义和现实意义。

鉴于核苷类化合物在抗病毒、抗肿瘤以及抗菌类药物开发的重要性，根据项目计划任务书的要求，我们积极开展了新型核苷类化合物及其类似物的合成方法研究，重点研究了3，4-二氢嘧啶酮与多聚甲醛及多种底物（如醇、胺、叠氮化钠、炔等）的多组分反应及成环反应，并获得了重要研究结果。根据实验研究中发现的新反应，还初步进行了过渡金属催化的嘧啶硫酮及其衍生物与炔、硼酸的C-C、C-O、C-N偶联及环化反应的探索研究，也获得了突破性进展。此外，还研究了可回收循环使用催化剂促进下生物质的转换反应。通过现代波谱分析表征了所有合成化合物的结构。.1. 以嘧啶酮与多聚甲醛反应形成的亚胺正离子为关键中间体，通过与醇、胺、叠氮化钠、炔、特别是与取代苯乙烯的多组分一锅反应实现了嘧啶酮的N3-功能化，合成了一系列核苷类似物，为此类化合物的合成提供了一种有效、高选择性、便捷的新方法。.2. 嘧啶磺酸酯参与的交叉偶联反应。以Biginelli反应产物——3,4-二氢嘧啶酮为起始原料，经氧化-酯化得到关键中间体嘧啶磺酸酯，以此为原料，分别研究了Pd催化下与苯硼酸、端炔、苯酚及苯胺的Suzuki、Sonogashira、C-O及C-N交叉偶联反应，Cu(I)盐催化下与叠氮化钠、末端炔的多组分点击化学，合成了C2-芳基/炔基/苯氧基/苯胺基取代嘧啶衍生物和1,2,3-三氮唑功能化的嘧啶衍生物，为该类生物活性分子的合成提供了新方法。.3. 首次采用过渡金属催化3，4-二氢嘧啶硫酮的脱硫偶联/酰化/水合串联反应一步实现了C-C和C-N键的有效构建和多取代嘧啶衍生物的合成，并通过实验探索了其可能的反应机理。首次实现了Pd催化嘧啶取代双硫醚与硼酸、端炔的C-S断键交叉偶联反应。.4. Mitsunobu反应条件下2-羟基嘧啶与醇、胺、苯酚、羧酸等亲核试剂的交叉偶联反应，合成了一系列C2功能化的嘧啶衍生物。.5. 探索了分子碘催化下，空气或氧气存在下，3，4-二氢嘧啶硫酮的的氧化脱氢-偶联反应，通过一步反应实现了嘧啶硫酮与胺脱硫偶联-嘧啶环的芳构化反应，该法无需传统的铜等金属催化剂和强氧化剂，在温和条件下实现了C-N、N-S偶联，合成了一系列重要的活性嘧啶衍生物。.6. 研究了可回收循环使用催化剂促进下生物质转化为5-羟甲基糠醛或糠醛的反应。