1.1 叠氮化合物

1.1.1 叠氮化合物简介

作为叠氮酸的衍生物，分子中含有叠氮结构的化合物大多拥有着十分特殊的结构特征。早期人们认为叠氮基团的电负性与氯相近，所以将叠氮化合物做为卤化物的类似物来进行分类。慢慢的键价理论逐渐兴起，人们对它进行了重新分类，分为离子型、重金属型、有机化合物型等等［2］。通常情况下，有机叠氮化合物都很不稳定，在运输及使用过程中尽量避免碰撞、摩擦、重压以及高温等情况，所以有机类叠氮物质的合成过程对于反应环境都有一定的要求。也正是因为叠氮结构的活性使叠氮结构存在与诸多药物、粘合剂、航天材料中。

1.1.2 叠氮化合物的合成

有机叠氮化合物合成方法比起大多数化合物的合成来讲可操作路线是相对多元化的，可以利用加成或取代插入叠氮基团、利用重氮的转移插入叠氮基团或是直接将氮原子直接插入化合物目标位置等方法。在叠氮化合物的研发过程中，亲核取代往往作为设计路线的首选，在反应中卤素、羧酸酯、酸酐基等都是优秀的离去基团。在有机金属如丁基锂或格式试剂的帮助下，叠氮化反应也可以顺利的进行。反应会生成相对应的盐，但对应的是实验危险性很高，丁基锂类试剂都十分活泼，取用过程要求仔细且严格的按照实验规范来操作不与水、氧气接触，加上叠氮试剂具有的不稳定性使实验对环境要求比较高。但此种反应极好的效果使得这种合成方式依旧很受欢迎。在1976年被提出的Mitsunobu类反应的衍生中，叠氮化合物的合成开拓了由醇与叠氮化合物在一定条件下进行反应的新路线。这个反应所生成的衍生物也为抗生素的发展提供了很大的助力［3］。（见图1.1）

图1.1 Mitsunobu反应的应用

叠氮基团直接插入到化合物的手段常用在生物、化学、医药中一些具有活性的产物上。此种方法啊较为方便快捷，只需一步反应即可得到目标化合物，但需注意参与反应分子上的基团不能对叠氮基团产生影响。在反应中常用的叠氮试剂有：叠氮钠、叠氮基三甲基硅烷（TMSA）以及叠氮基磷酸二苯酯（DPPA）等等。

1.2 三氮唑及其衍生物

三氮唑类化合物有1,2,3-三氮唑以及1,2,4-三氮唑这两种。是由氮原子通过取代反应替换了咪唑的一个碳形成的化合物。三氮唑的特殊结构让它在分子内形成不饱和键之间的π-π共轭体系、络合金属离子的金属键和分子间作用力的氢键等能力十分强大，也让它在药物合成的领域中独占鳌头。三氮唑结构很多存在于药物分子中，如植物白粉病杀菌剂环丙唑醇、抗乳腺癌药物阿那曲唑、人体呼吸道及皮肤杀菌药物泰唑巴坦等（见图1.2）。广泛普遍性、低毒性、作用效率高和药物抗性不易形成等特长，更是让含有三氮唑结构的化合物和类似衍生物在药物研发环节所占的比例越来越高。根据统计，在2014年销售金额超过一亿的39个杀菌产品中三氮唑类化合物就占有9个，效果显著且应用范围极广［4］。

图1.2 含有三氮唑类结构的药物

顾振龙等［5］人在分子结构上对化合物进行设计研发, 希望在分子本身的杂环上通过引入糖基来提高原化合物的水溶解性，降低原分子本身的毒性以及提升它在生物体内的使用效率。设计并优化使用水为溶剂,β-环糊精为相转移催化剂,以β-D-葡萄糖炔丙苷(1)和苄基叠氮(3a)为原料, 经CuAAC法构建出苄基三氮唑葡萄糖衍生物的模型反应,通过对化合物分子结构的分析确认该反应拥有很强的三维独特性和片段匹配性。范小飞等［6］人以白杨素、炔丙基溴为原料再与合成出的乙酰化叠氮葡萄糖中间体反应，把糖苷和1,2,3-三氮唑药效结构植入到白杨素分子当中（见图1.3），明显的提高了实验小白鼠在常压密闭模型中缺氧条件下的生存能力。