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在分子生物学中,对蛋白质、脂类等生物大分子功能和作用机制的研究具有重要意义,但其结构的高度复杂性及易代谢的特点使得这项研究具有极大地挑战性。生物正交反应能使小分子探针通过共价键选择性地标记生物大分子,可以更好地实现对这些生物大分子的功能和作用机制的研究。生物正交反应条件要求较高,迄今为止发现的生物正交反应主要分为偶极反应和环加成反应两种类型。本论文尝试开发以马来酰亚胺为母体的生物正交环加成反应试剂,设计了三种马来酰亚胺3位连接有吸电子取代基(溴、硝基、磺酸基)的衍生物。顺利合成了N-苄基-3-溴马来酰亚胺,探索了其与1-(叠氮甲基)-2,4-二甲氧基苯的环加成反应条件。通过研究发现二者在甲苯或乙酸乙酯回流条件下可生成马来酰亚胺并1,2,3-三氮唑结构的环加成产物,但反应温度和溶剂要求使3-溴马来酰亚胺衍生物不适于生物正交反应。探索了硝基及磺酸基取代的马来酰亚胺的合成方法。N-叔丁基马来酰亚胺在硝酸/乙酸酐体系中50℃条件下反应,生成N-叔丁基4-重氮-2,3,5-吡咯烷三酮；在浓硫酸催化下30℃反应,生成N-叔丁基-3’-硝基-3,4-二氢马来酰亚胺并异恶唑。此外,本文进行了贝利司他的合成研究。贝利司他是一种治疗成人外周T细胞淋巴瘤的药物,在2014年被美国FDA批准上市。目前贝利司他的合成方法存在一些不足：所用起始物料间羧基苯磺酸钠不易制备；在伯醇氧化为醛的过程中,所用氧化剂为PCC,其金属铬离子对于药品质量和环境都不利；改良的氧化剂2-碘酰基苯甲酸(1BX)价格昂贵,生产成本高。本研究主要对贝利司他的合成工艺路线进行了改进及优化。该路线以廉价易得的苯甲酸为原料,经氯磺化、苯胺缩合、还原、Parikh-Doering氧化、Witting-Horner缩合及酯水解、氯置换及羟胺缩合六步反应制备得到贝利司他。其中,氯磺化反应一步合成了中间体间羧基苯磺酰氯(化合物Ⅱ),减少了反应步骤。针对现有工艺的缺点,对伯醇(化合物Ⅳ)氧化反应中的氧化剂进行了筛选。以DMSO为氧化剂,五氧化二磷或三氧化硫吡啶为助氧化剂,成功合成了醛(化合物V),纯化后收率分别为52%和76%,优选三氧化硫吡啶为助氧化剂,该方法相比于IBX降低了生产成本。采用与亚硫酸氢钠成盐再用碱使其游离的方法纯化氧化产物醛(化合物V)。通过大量实验对反应条件及反应物投料比进行了优化,为规模化生产提供了依据。