石松生物碱(Lycopodium alkaloids)是一类结构独特,但相互之间又有一定联系的生物碱类天然产物,迄今为止,已经有大约300种该类天然产物被分离鉴定出来。由于该类天然产物的复杂独特的多环骨架结构和多样的生物活性,该类天然产物合成研究成为合成化学家的热门研究领域,其中fawcettimine类石松生物碱是被研究最多的一类。本论文的第一部分主要阐述(-)-huperzine Q,(+)-lycopladine B和(+)-lycopladine C这三个fawcettimine型石松生物碱的高效不对称全合成。论文的第一章将全面介绍三个石松生物碱的全合成研究。首先介绍石松生物碱的分类和生源合成,并对fawcettimine类石松生物碱的全合成工作进行了详细的介绍。在我们前期工作的基础上,我们设计出一条更简洁高效的路线来合成关键的6/9螺环中间体。我们在合成中运用非常少见的区域选择性的羰基-烯烃复分解反应来构建5元环骨架。在合成后期,利用NBS介导的烯胺的官能团化反应引入(-)-Huperzine Q中的缩醛胺结构和(+)-lycopladine B和(+)-lycopladine C中的二烯胺结构。最终我们分别以12步、14步和15步完成了(-)-Huperzine Q,(+)-Lycopladine B和(+)-lycopladine C的全合成工作。(-)-Incarviatone A是从传统中药红菠萝花(Incarvillea delavayi)中提取到的一个结构复杂的天然产物,其具有非常独特的骨架结构。具有新颖的多环骨架和8个连续的手性中心。更重要的是,初步生物活性实验显示,该天然产物对单胺氧化酶具有非常好的抑制效果(IC50 29 nM),因此,该化合物对抑郁症,阿尔兹海默症和其他的神经系统疾病具有潜在的治疗效果。本论文的第二部分主要阐述(-)-incarviatone A的高效不对称全合成。论文的第二章将围绕天然产物(-)-incarviatone A的全合成进行阐述。在前期的合成中运用了可放大量的、连续的碳氢活化策略。以商业可得的苯乙酸为起始原料,通过4次高效的、选择性的碳氢活化反应,其中包括发展了不对称的sp3碳氢插入反应来合成手性的二氢化茚(indane)骨架。在后期,运用了仿生合成策略,通过高效的串联反应,一步完成了天然产物的制备,最终以14步完成了(-)-incarviatone A的首次不对称全合成。随后通过详细的机理研究,分离得到了串联反应中的所有可能的中间体。