吡啶环是广泛存在于医药、农药和天然产物分子结构中的缺电子杂环，因而几十年来其合成和官能团化一直是有机化学的研究热点。因为简单的取代吡啶容易获得，吡啶环的直接官能团化是一个吸引人的研究方向，并且在天然产物的高效合成方面具有广阔的应用前景。然而，已发表的吡啶官能团化的方法绝大多数是C2和C4选择性的，而具有挑战性的C3选择性官能团化的报道则较少。因此，为了高效地合成具有C3-胺基次甲基取代吡啶结构的石松生物碱lycodine和complanadine A，需要开发新的具有C3区域选择性的吡啶官能团化方法。　　第一章总结了吡啶官能团化的研究现状，着重论述了吡啶C3选择性官能团化的研究进展。为了高效构建lycodine的八氢喹啉骨架结构，在文献调研的基础上，设计了经由N-取代吡啶盐的电性反转实现吡啶C3选择性胺甲基化的研究方案。　　从一系列亲核试剂中筛选出仲胺作为N-磺酰胺基吡啶盐的可逆的电性反转活化剂，并且用1-(N-甲基-4-甲基苯磺酰胺基)碘化吡啶与当量苯甲醛和吗啉反应，实现了设计的吡啶C3选择性胺甲基化反应。通过用缩醛胺作为仲胺活化剂和亚胺亲电试剂的来源，和考察N-酰基、缩醛胺投料量、反应温度和溶剂对反应的影响，确立了最优反应条件。在优化的反应条件下，1-(N-乙基-4-甲氧基苯甲酰胺基)碘化吡啶与一系列由芳香醛和仲胺缩合而来的缩醛胺反应，可以得到产率最高达94％的3-(1-芳基-1-胺基甲基)吡啶;而与甲醛缩醛胺反应，则可以得到中等至高产率的3，5-二胺甲基吡啶。除了2-(N-乙基-4-甲氧基苯甲酰胺基)碘化异喹啉，其他吡啶环上有取代基的1-(N-乙基-4-甲氧基苯甲酰基)吡啶盐不发生C3胺甲基化反应或发生其它类型的反应。根据分离到的中间体和实验现象，在第二章的最后提出了一种可能的反应机理。　　第三章应用新开发的C3选择性胺甲基化反应开展了lycodine的全合成研究。虽然成功地合成了分子内Mannich环化的前体，但是吡啶-亚胺双阳离子中间体发生了意外的Grob裂解，因此，关键的Mannich环化还需继续研究。Lycopladine A的合成关键步骤为分子内富电子烯烃之间的氧化偶联。虽然构建了1，2-二氢吡啶-烯醇硅醚氧化偶联前体，但是关键的氧化环化步骤还没有取得成功。　　为了合成selaginellin家族天然产物，在第四章开发了炔锂和对亚甲基苯醌的1，6-加成反应。研究了此反应的反应条件及底物适用范围和限制。对亚甲基苯醌苯环上的取代基对反应速率和产率有显著影响:吸电子基团增加其亲电性，使反应变快，并且可以得到较高的产率;与此相反，给电子基团则降低了对亚甲基苯醌的亲电性，反应变慢，并且表现出可逆性，产率变低。端炔对反应影响很小，均能得到高产率的产物。