本论文的长期目标是构建一个具有结构多样性的小分子化合物库,然后在细胞水平筛选具有抗癌和抗菌活性的小分子。如果发现苗头化合物,将进行靶点确认,以期发现新靶点或者新型小分子,进而开发出新药。目标小分子化合物库包含氮杂环类化合物、氧杂环类化合物和药物分子类似物。我们研究的起点是发展新的有机合成方法。本论文围绕氮杂环合成、氧杂环合成和药物分子后修饰展开研究,取得如下成果:发展了一个反应条件温和、区域选择性高、操作简便的合成吡唑衍生物的新方法。该方法以3-乙氧基环丁酮和单取代肼为反应物,在四氯化锡或三氟化硼催化下,通过[3+2]环加成反应生成多取代的吡唑类化合物。该反应产率高,官能团耐受性好。发展了一个反应条件温和、区域选择性高、操作简便的合成喹啉衍生物的新方法。该方法以3-乙氧基环丁酮与取代苯胺为反应物,在三氟化硼催化下,通过[3+3]环加成反应生成2-烷基喹啉类化合物。我们首次提出3-乙氧基环丁酮可以看作是三碳合成子,并成功地将其应用于吡唑和喹啉等氮杂环化合物的合成,得到一系列氮杂环化合物。发展了一个钯催化的合成多取代苯酚的新方法。该方法从芳香酮、苯甲酸酯、苯甲酰胺和苯磺酰胺等取代苯出发,通过钯介导的碳氢键活化,选择性地在邻位引入羟基,构建多取代苯酚。该方法可用于黄酮、二氢黄酮、占吨酮、苯并呋喃、苯并呋喃酮、香豆素、苯并恶唑、苯并异恶唑和苯并氮氧杂卓等多种含氧杂环的合成,并可用于布洛芬等药物分子的后修饰。发展了一个钌和铑催化的克级制备邻乙酰苯酚的新方法。该方法可用于氧杂环合成和菲诺贝特等药物分子的后修饰。发展了一个钯催化的多取代烯烃的合成方法,该方法将用于杂环合成和药物分子后修饰。总之,通过发展新的有机合成方法,我们得到了一个包含氮杂环、氧杂环和药物分子类似物的小分子化合物库,基于表型的筛选正在进行中。