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核苷类物质是一类非常重要的化合物,它们大都具有巨大的生物学和药理学价值,已经被广泛应用于病毒感染、癌症、高血压等疾病的治疗。因此,一直以来,核苷类化合物的合成研究都是有机化学中的热点领域。嘌呤核苷类化合物的传统合成方法通常有:烷基化反应、迈克尔加成、环氧化合物的开环反应以及光延反应等。这些传统的合成方法通常需要对底物进行预活化,并且面临着区域选择性不高、底物范围有限等问题,进一步应用受到限制。近年来,C-H的直接官能团化因其高原子经济性和简单高效的特点在有机合成领域备受瞩目。其中杂原子sp3 C-H键的直接官能团化也取得了巨大的进展,被广泛应用于C-C、C-N、C-O和C-S键的构筑,与此同时,也为嘌呤核苷类化合物的合成提供了新思路。本课题在无过渡金属参与的条件下,以N,N-二烷基酰胺作为烷基化试剂,通过sp3 C-H键的直接官能团化,避免了底物的预活化,从而直接实现嘌呤类化合物9位N-H和氮原子邻位sp3 C-H键的氧化脱氢偶联反应,高选择性的得到了一系列无环嘌呤核苷类似物。本课题先以6-甲氧基嘌呤和N,N-二烷基酰胺为模型,探索出了反应的最优条件:在KI(10 mol%)/TBHP(2.0 equiv)的催化条件下,不使用其它溶剂,100℃的反应温度下在空气氛围中反应10 h。该反应的底物适用性强:对嘌呤底物来讲,嘌呤环上C2位或C6位的取代基电子效应不明显,能够兼容多种吸电子基团和给电子基团;对烷基酰胺类底物来讲,多种N,N-二烷基酰胺甚至包括NMP都可以顺利的与嘌呤类化合物发生反应以中等至良好的产率得到目标产物。为了确定目标产物的结构,我们对其进行1H NMR、13C NMR和HR-MS等表征,并且通过HMBC表征确定了烷基化反应发生在N9位而不是N7位。另外,本课题还对该反应的机理进行探索,通过控制实验证明反应过程中涉及自由基中间体。最终,结合前人报道提出了一个经历亚胺离子中间体的反应历程。该反应无需使用有机金属试剂,通过活化氮原子邻位sp3 C-H键,以简单易得的烷基酰胺作为烷基化试剂,避免底物预活化,为无环嘌呤核苷类化合物的合成提供了简单、高效的新途径。反应条件温和,多种嘌呤底物和烷基酰胺底物均能以中等至良好的收率高选择性的得到N9位烷基化的嘌呤核苷类似物。