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自从1967年光延汪洋(Oyo Mitsunobu)首次报道了Mitsunobu反应以来,由于其反应条件温和、适用范围广、高立体选择性等优点成为手性二级醇手性翻转的标准方法并在化合物全合成、杂环化学、医药化学、生物化学和天然产物合成方面被广泛的应用。虽然Mitsunobu反应在有机合成过程中功能强大,但是在这个氧化还原过程中需要两个试剂(一种偶氮试剂和一种三价膦试剂),在反应过程中生成化学计量的肼副产物和五价的氧膦副产物。偶氮二甲酸二乙酯(DEAD)和偶氮二甲酸二异丙酯(DIAD)市场上可方便购买,但是它们对光、热敏感,在生产、使用和储藏过程中容易受热发生爆炸而发生危险,需要低温贮藏在黑暗干燥处。此外,Mitsunobu反应条件下由DEAD和DIAD生成的副产物肼二甲酸二乙酯和肼二甲酸二异丙酯与产物之间分离困难而且不易回收,通常需要仔细繁琐的柱层析使产品与没反应完的试剂和副产物分离,而且副产物难以被回收利用,这些缺点限制了其在组合化学方面的应用研究。着眼于Mitsunobu反应中的友好分离策略、开发新型偶氮试剂和将Mitsunobu反应作为合成喷昔洛韦的关键反应步骤做了一些研究,主要研究内容如下：1.以氯甲酸环戊酯和水合肼为原料,经过两步反应合成了新偶氮试剂偶氮二甲酸二环戊酯(DCpAD),收率较高,经ESI-MS、1H NMR、13C NMR、IR和元素分析等手段确定其结构。通过热重分析(TGA)和差示扫描量热法(DSC)联用的方法研究了其在高温条件下的热稳定性,同时研究了其对温度和光照的稳定性。在普通的Mitsunobu反应中,DCpAD可以作为有效的偶氮试剂来代替DEAD,而且更加稳定、安全。2.以Mitsunobu反应的友好分离为目的,开发了新型偶氮试剂偶氮二甲酸二-4-氰基苄酯(DCyAD),为淡黄色固体,两步反应合成操作简单,收率较高,整个过程不需要柱层析。当将DCyAD和DIAD用于一系列Mitsunobu反应中,发现用DCyAD/PPh3配对的反应比用DIAD/PPh3的反应收率高,而且反应时间短。更重要的是其前体肼化合物DCyADH2在二氯甲烷和乙腈中的溶解度非常差,尤其是几乎不溶于甲苯中,当反应结束后可以直接过滤回收肼副产物。DCyADH2可以被Br2或NBS重新氧化生成DCyAD达到回收利用的目的。3.首次研究了DCyAD的结构类似物偶氮二甲酸二-4-硝基苄酯(DNAD)在Mitsunobu反应中的应用,发现DNAD与DCyAD类似,其前体肼化合物DNADH2在DCM、乙腈和甲苯等一般溶剂中的溶解度差,可以在反应过程中析出,直接经过滤回收利用。DNAD的稳定性与DCyAD相近,在Mitsunobu反应中的效果甚至略好于DCyAD.4.喷昔洛韦(PCV)是一种具有抗单纯疱疹病毒(HSV)、水痘-带状疱疹病毒(VZV)、乙型肝炎(HBV)和鸭乙型肝炎病毒(DHBV)的广谱抗病毒药物。合成PCV通常以2-氨基-6-氯嘌呤为起始原料与卤代烷基侧链偶联作为关键反应步骤。但是由于2-氨基-6-氯嘌呤不易溶于一般的有机溶剂和其具有咪唑环、环外氨基和胍的亚结构使其在有机合成中暴露出一些问题。最基本的问题是在氮烷基化反应中同时产生N-7位和N-9位异构体,既生成N-9位产物的同时产生N-7位异构体,且N-9/N-7比例通常少于6：1。本文开发了一种实用、高效的PCV合成新方法,首次将Mitsunobu反应作为合成喷昔洛韦(PCV)的关键反应步骤。将N,N-二叔丁氧羰基-2-氨基-6-氯嘌呤与侧链5-(2-羟乙基)-2,2-二甲基-1,3-二恶烷在Mitsunobu反应条件下偶联得到完全N-9位选择性产物,且收率较好,反应条件温和,仅需要1.2 equiv的侧链、PPh3和偶氮试剂,反应在60 min内完成,不存在N-9位产物与N-7位副产物分离的问题,分离操作简化。此外,侧链5-(2-羟乙基)-2,2-二甲基-1,3-二恶烷不需要进一步转化成卤代烷5-(2-溴乙基)-2,2-二甲基-1,3-二恶烷就可以直接与N,N-二叔丁氧羰基-2-氨基-6-氯嘌呤偶联,而且中间偶联产物不需要分离,简单处理后直接用于下一步水解和脱保护反应,一步完成,这样不仅缩短了合成路线而且提高了收率,降低了成本。另外,本论文在环丙烷甲酸工业生产过程中所需要测定二元体系的黏度、密度性质方面做了一些研究,为环丙甲酸生产过程中的化工设计和化学过程优化提供了重要的热力学基础数据。