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氮杂糖是一类含氮的拟糖物，它是氮原子取代糖环上的氧原子而形成的生物碱类化合物，如多羟基哌啶、多羟基吡咯烷等。研究表明，氮杂糖是有效的糖苷酶和糖苷转移酶抑制剂，这对研究寡聚糖的水解过程和糖苷酶在代谢中的作用机制具有重要意义。同时，作为有效的糖苷酶抑制剂，氮杂糖也显示了诱人的治疗应用前景，其通过抑制与糖代谢有关的酶的活性，有望成为治疗糖代谢紊乱疾病的药物，如糖尿病、高雪氏综合症、艾滋病、病毒性感染、癌症等。因此，有关氮杂糖的化学合成和生物活性的研究引起了广泛关注。 通过文献调研和课题组的前期研究发现，在氮杂糖环或氮原子上引入取代基后，对酶的抑制活性和选择性往往优于简单的氮杂糖化合物。因此，设计合成既包含N-取代基又含有碳苷支链的氮杂糖，对于寻找具有更好酶抑制活性的氮杂糖分子而言是一项非常有意义的工作。 论文以木糖为起始原料，探索了一种简单、有效的方法立体选择性地合成了一系列1-C-丙酮基-N-取代氮杂糖。并通过1H NMR、H，H-COSY和NOE确定了终产物的立体构型。合成的关键步骤包括C-1位烯丙基的引入、5-O-甲基磺酸酯的合成、叠氮基的引入、C-1位丙酮基碳苷的制备等。然后，还原叠氮为胺基作为Michael供体，强碱条件下C-1位开环消除形成α，β-不饱和羰基化合物作为Michael受体，经分子内的Michael加成反应形成氮杂糖碳苷。最后，利用醛与仲胺的还原胺化反应引入各种N-取代基，进而得到一系列1-C-丙酮基-N-取代氮杂糖。 论文以阿拉伯糖为起始原料，对课题组前期的氮杂糖合成路线进行了优化改进，新路线的关键步骤是在Na2CO3/H2O碱性条件下，利用糖与乙酰丙酮反应一步合成1-C-丙酮基碳苷。与原路线相比，改进后的路线具有步骤简短、试剂廉价等优点，这对大量合成此类化合物具有重要意义。在课题组前期的研究中，以阿拉伯糖为原料合成了含并环半缩酮结构的氮杂糖，论文讨论了半缩酮结构形成的可能原因，并且合成得到了几个不含并环半缩酮结构的氮杂糖分子。