多羟基氮杂环类化合物是一类拟糖物,由氮原子取代糖环上的氧原子而形成的一类化合物,结构与糖极其相似,故通常又将其称为氮杂糖。由于氮杂糖能模拟糖苷酶水解寡糖过程中形成的氧嗡离子中间体,从而能有效的起到抑制糖苷酶的活性。但氮杂糖作为有效的糖苷酶抑制剂,不仅仅限于研究它对寡糖水解的抑制作用,而其有效的抑制与糖有关的生理过程中相关酶的活性在治疗糖尿病、病毒性疾病、癌症、新陈代谢紊乱引起的疾病,如高雪氏症,等重大疾病中具有非常重要的生物学意义,所以氮杂糖的合成和生物活性引起了合成化学家和生物化学家的广泛兴趣。　　 为了寻找生物活性更好的氮杂糖分子,本论文在文献调研的基础上,设计并合成了一系列结构新颖的N-取代氮杂糖碳苷及其衍生物,对其生物活性进行了研究,特别是对α-葡糖苷酶的抑制活性进行了较为深入的研究。　　 论文以五碳醛糖作为起始合成原料,经过一条通用的合成路线制备得到一系列N-取代氮杂糖碳苷及其衍生物。采用的关键合成步骤包括C-1位烯丙基碳苷的引入;5-O-甲基磺酸酯的制备;并通过伯胺或叠氮化合物对磺酸酯的亲核取代反应引入的胺基作为Michael供体;汞离子诱导的琼斯试剂对端烯氧化形成的丙酮基碳苷,在碱性条件的诱导下开环形成α,β-不饱和羰基化合物作为Michael受体;随后发生分子内的氮杂Michael加成形成一类N-取代氮杂糖碳苷类化合物。　　 论文对该系列N-取代氮杂糖碳苷及其衍生物的α-葡糖苷酶的抑制活性、抗肿瘤活性、抗病毒活性以及DPPH自由基清除活性进行了研究。发现化合物305,340,347,348,351具有非常强的α-葡糖苷酶抑制活性,活性明显强于阳性对照阿卡波糖。化合物304、312,343,349,350对α-葡糖苷酶抑制活性与阿卡波糖相当。酶动力学实验表明,该类小分子抑制剂属于可逆型、非竞争性抑制剂。同时,利用计算机辅药物设计进行DOCK分子对接的结果进一步证实了酶动力学实验的结果,即化合物305并非竞争性的参与酶活性位点的结合,而是与酶活性位点附近的一个较大凹槽部位的84位色氨酸残基、353位天冬酰氨酸残基、352位缬氨酸残基、349位赖氨酸残基均有较强的氢键结合。抗病毒活性初筛表明化合物254g,255,258具有明显的抗HSV病毒活性。