基于不对称有机小分子催化串联反应的天然产物简洁全合成研究

Total synthesis of natural products and drugs based on asymmetric organocatalysis cascade reactions has been at the forefront of organic chemistry. Over the last decades, asymmetric organocatalysis have been developed a new method for the construction of chiral compounds, especially asymmetric organocatalysis cascade reactions in constructing multiple chiral centers cyclic compounds, showed that other methods cannot match advantage. It will bring new opportunities for total synthesis. This project will conduct in-depth research in this emerging field. We selected four natural products with potential medicinal value, Lycopladine A, Aphanorphine and Peribysin E. Through asymmetric organocatalysis cascade reactions, their skeletons can be rapidly constructed, chiral centers can be formed and the necessary functional groups can be introduced. Based on this efficient method, realize and concise total synthesis of the target molecules.

基于不对称有机小分子催化的串联反应合成天然产物和药物分子是目前有机化学发展的难点和热点。不对称有机小分子催化是近年来发展起来的构建手性化合物的新方法，尤其是有机小分子催化的串联反应在构筑含有多手性中心环状化合物时，表现出了其他方法无法比拟的优势。将这类方法应用于全合成时，更是将绿色、经济和高效的理念引入全合成中。本项目将在此领域展开深入的研究，选取了三个具有药用价值的天然产物Lycopladine A，Peribysin E和Aphanorphine。通过采用不对称有机小分子催化的串联反应，快速构建它们的骨架，并引入手性中心，同时引入必要的官能团。并以这种高效的方法为基础，实现目标分子高效简洁的全合成

合成化学是分子创制的核心和基础，它研究化学键活化、断裂和重组的规律，诠释化学转化的本质，为人类探索自然规律、发展创新技术以及改善生存条件奠定了物质基础。利用串联反应来高效的合成有价值的有机化合物一直是科学家努力的方向。现代有机合成强调合成的效率与原子经济性，而串联反应正好迎合了这个目标。串联反应追求从简单的化合物出发，快速和有效的合成复杂化合物。本课题是利用串联反应来合成天然产物，在执行期内，我们主要在前期方法学的建立上投入了大量的精力。完成的工作主要集中在两个方面。1. 采用碳碳键活化的方法，利用过渡金属发展串联反应。主要的成果有包括：首次完成了Ni催化的分子内脱羰偶联反应以及分子间的Suzuki偶联反应。2. 采用高价碘化物，以温和的条件利用串联反应进行碳碳键的切断反应。有机高价碘化合物具有很多不可替代的优异的反应性能，是有机合成化学中必不可少的工具。我们发展了一系列1,3二羰基化合物碳碳键断裂串联反应的方法学。目前，实验室采用碳碳活化串联反应的方法，完成了天然产物lycorane与Amabiline的环系的构建。本项目的研究工作为碳碳键的活化以及串联反应的合成方法学突破提供了技术支撑，同时为后续天然产物的合成打下了坚实的基础。