基于C-H键活化的偶联反应绿色合成荧光修饰的核苷类化合物

荧光标示核酸是生物学和生命科学研究中对核酸进行准确灵敏分析的一种有力的方法，在生物化学与生命科学的许多交叉领域得到广泛应用。荧光标记核苷是合成荧光标记核酸的必须原料，对核苷分子进行结构修饰，合成具有荧光性质的探针分子，再将荧光标记核苷探针分子嵌入DNA或RNA的 分子片段，开发更灵敏的荧光标示核酸是我们化学工作者的任务。本课题拟使用微波技术或在水溶剂中或离子液体中等绿色合成条件下利用C-H键活化的方法，通过一个双键或一个三键将荧光基团引入嘌呤核苷的8位或糖环上，得到荧光修饰的核苷类化合物，然后对其进行相关荧光性能及活性的测定，并进一步探讨所合成的荧光标示的核苷在荧光标记寡核苷酸、标记DNA与RNA及相关研究方面的应用。该项研究是建立在前两个国家基金(合成得到了近500个取代核苷新化合物并且掌握了一系列核苷衍生物的合成技术与反应规律)的基础上设计的，具有较高的学术价值和广阔的应用前景。

本项目通过C-H键活化偶联反应，合成了一系列的嘌呤8位被芳基修饰、烷基修饰、环烷基修饰的嘌呤核苷类化合物，并且通过金属添加剂可以调控嘌呤8-位C-H键及6-位N-H键的反应活性，合成了一系列6位被修饰的嘌呤核苷类化合物。把嘌呤杂环换成其他杂环C-H键，均可以得到较好的结果。同时以嘌呤作为底物，通过分子内C-H键活化/胺化反应和分子内串联反应建立了合成多环嘌呤(核苷)衍生物和新型的亚乙烯基腺嘌呤(核苷)衍生物的方法。从而为合成新型的嘌呤及嘌呤核苷衍生物提供了新的途径。另外，我们合成了嘌呤8-位被芳基修饰，6-位被单氮杂冠醚修饰的核苷荧光核苷类化合物，根据氮杂冠醚对过渡金属强的络合能力，实现了对汞离子的特异性识别。.本项目负责人以第一或通讯作者发表与本项目有关并标注本项目编号（21172059）的SCI论文14篇；在学术会议上交流论文9篇；授权发明专利2项；举办国内学术会议1次。获河南省科技进步一等奖1项；由于本项目的实施，课题组张倩博士顺利晋升副教授，郭海明教授入选百千万人才工程国家级人选，并被授予国家有突出贡献的中青年专家。培养硕士研究生8名，其中4名获得硕士学位、1名获得博士学位。指导大学生科技创新项目1项。作为指导教师指导的大学生创新团队被授权国家小平科技创新团队。