Strychnine的全合成研究

摘要

马钱子碱strychnine是Strychnos生物碱家族中乃至整个天然产物化学中极具代表性的分子之一。因其复杂的结构特征以及显著的生理活性，strychnine一直是众多有机合成化学家关注的目标分子之一。自1954年Woodward报道了strychnine的首例全合成以来，文献中已有18条针对strychnine的全合成路线以及30多条合成研究策略的报道。我们于一年前参与到strychnine的不对称全合成研究中，并实现了其核心五环骨架的合成。
　　 本论文以strychnine核心骨架合成为主要内容，主要分为以下三部分内容。
　　 第一章主要介绍了strychnine的分离、结构、生理活性、生物转化途径以及文献报道的strychnine的全合成研究工作（综述）。
　　 第二章阐述了我们针对strychnine不对称合成的研究。在研究中我们选择以(R)-(+)-Carvone为手性起始源，以不对称构建其核心骨架为目标展开研究工作。在第一条路线中，我们通过大量的尝试最终通过双叠氮化合物的还原串联环化和氧化偶联实现了strychnine核心五环骨架的不对称合成;在第二条路线中，我们通过Sonogashira反应和Pictet-Spengler反应成功地实现了四个关键环系的不对称合成。这些研究结果为strychnine的不对称合成的后期研究工作打下了坚实的基础。

目录

声明

摘要

缩写语简表(Abbreviations)

第一章 以strychnine为代表的Strychnos生物碱的合成研究进展概况

第一节 前言

第二节 Strychnos生物碱的化学结构和分类

1．2．1 Strychnine的分离鉴定、生物活性及其结构特点

1．2．2 Strychnine的生源转化途径

第三节 结论与展望

第四节 Strychnine的全合成研究(综述)

1．4．1 Strychnine合成通用前体及其的合成关键点分析

1．4．2 R．B．Woodward的全合成：里程碑式的合成! (1954年)

1．4．3 Stork小组的合成：烯基锂试剂对不饱和酯的共轭加成构建D环策略(1992)

1．4．4 Overman的合成：Overman重排串联环化的策略(1993)

1．4．5 Magnus小组的合成：Stemmadenine衍生物的分子内环化成C、E环的策略(1992)

1．4．6 Rawal小组的合成：首次应用分子内Diels-Alder反应构建E环以及Heck反应构建D环(1994)

1．4．7 Kuehne小组的合成：碳正离子重排的串联反应(1998)

1．4．8 Bonjoch-Bosch小组的合成：去对称化的还原胺化过程(1999)

1．4．9 Vollhardt小组的合成：[2+2+2]环加成反应的策略(2000)

1．4．10 Martin小组的合成：仿生合成策略(2001)

1．4．11 Moil小组的合成：烯丙基钯化学和Heck反应构建环系的策略(2002)

1．4．12 Shibasaki小组的合成：催化不对称Michael加成反应和串联环化策略(2002）

1．4．13 Bodwell小组的合成：分子内Diels-alder反应成环的策略(2002)

1．4．14 Fukuyama小组的合成：跨环的Pictet-Spengler反应环化策略(2004)

1．4．15 Padwa小组的合成：分子内Diels-Alder反应构建C、E环的策略(2007)

1．4．16 Andrade小组的合成：串联的亲核取代——分子内氮杂Baylis-Hillman反应环化策略(2009)

1．4．17 Reissig小组的合成：自由基环化策略(2010)

1．4．18 Vanderwal小组的合成：分子内Zincke醛和吲哚的环加成策略(2011)

1．4．19 MacMillan小组的合成：有机小分子催化的串联环化策略(2011)

第五节 总结

第二章 Strychnine的全合成研究

第一节 Strychnine的逆合成分析

第二节 氮杂Michael加成及分子内亲核取代串联反应构建C、D环的策略

2．2．1 以(R)-(+)-Carvone为模板的尝试

2．2．2 氮杂Michael加成反应前体化合物的合成

2．2．3 对关键步氮杂Michael加成及分子内亲核取代反应成环的研究

第三节 串联环化构建B、D环，氧化偶联构建C环的策略

2．3．1 铜催化反应取代C-Br键成C-N键的研究

2．3．2 转化酮到肟，分子内铜催化偶联及对苯炔亲核进攻反应成B环的研究

2．3．3 通过双叠氮化合物还原串联环化的研究

2．3．4 在B、D存在基础上氧化偶联构建C环

第四节 分子内Pictet-Spengler反应构建E环的策略

2．4．1 Pictet-Spengler反应构建E环的策略分析

2．4．2 运用Sonagashira反应合成构建吲哚前体化合物的研究

2．4．3 Pictet-Spengler反应构建E环的研究

第五节 小结

第三章 实验及数据分析

第一节 实验仪器与试剂

第二节 主要化合物合成实验操作及波谱数据

3．2．1 化合物2-21的合成及波谱数据

3．2．2 化合物2-21的合成及波谱数据

3．2．3 化合物2-22的合成及波谱数据

3．2．4 化合物2-23的合成及波谱数据

3．2．5 化合物2-24的合成及波谱数据

3．2．6 化合物2-31的合成及波谱数据

3．2．7 化合物2-33的合成及波谱数据

3．2．8 化合物2-34的合成及波谱数据

3．2．9 化合物2-47的合成及波谱数据

3．2．10 化合物2-50的合成及波谱数据

3．2．11 化合物2-51的合成及波谱数据

3．2．12 化合物2-85的合成及波谱数据

3．2．13 化合物2-94的合成及波谱数据

3．2．14 化合物2-95的合成及波谱数据

3．2．15 化合物2-96的合成及波谱数据

3．2．16 化合物2-97的合成及波谱数据

3．2．17 化合物2-98的合成及波谱数据

3．2．18 化合物2-62的合成及波谱数据

3．2．19 化合物2-103的合成及波谱数据

3．2．20 化合物2-106的合成及波谱数据

3．2．21 化合物2-116的合成及波谱数据

3．2．22 化合物2-119的合成及波谱数据

3．2．23 化合物2-122的合成及波谱数据

3．2．24 化合物2-123的合成及波谱数据

3．2．25 化合物2-125的合成及波谱数据

3．2．26 化合物2-127的合成及波谱数据

3．2．27 化合物2-128的合成及波谱数据

3．2．28 化合物2-129的合成及波谱数据

3．2．29 化合物2-137的合成及波谱数据

3．2．30 化合物2-130的合成及波谱数据

参考文献

附录 重要化合物的1H NMR和13C NMR

致谢

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