海洋天然产物资源丰富、结构独特,是人类寻找新药的天然宝库。据统计地球上87%的生物生活在海洋中,数量超过20万。这些生物在新陈代谢、生存繁殖以及适应机制方面与陆地生物有显著区别,使得其新陈代谢产物（即海洋天然产物）往往具有独特的新型骨架结构。在药理稳定性和强效性方面,海洋药物（现有的海洋药物大部分为海洋天然产物）的优势更加明显。如岩沙海葵毒素是目前最强的冠状动脉收缩剂之一。海洋药物的重点研究领域包括癌症、心血管疾病和艾滋病等。本论文涉及两类海洋天然产物的不对称全合成研究。一是sarain A;二是毛壳菌素类海洋天然产物 isopropylchaetominine 和 chaetominine A。Sarain A是1986年Cimino课题组从意大利那不勒斯海湾海绵Reniera sarai中分离得到的海洋类生物碱,具有较强的抗菌、杀虫和抗癌活性。由于其结构奇特,自1991年以来吸引了多达12个课题组进行其全合成研究,包括Weinreb,Heathcock,Overman,Cha,Marazano,Porter,Coldham,Fukuyama,黄培强,秦勇等课题组。目前只有Overman课题组于2006年（即天然产物分离20年后）通过线性48步完成其对映选择性全合成。Fukuyama课题组于2015年通过36步合成了 Overman课题组报道过的高级合成中间体（Overman中间体）,构成该天然产物的形式全合成。值得注意的是Overman中间体之后的路线还有12步。因此,Fukuyama课题组形式全合成的总步数也是48步。至今尚未有第二例全合成报道。不仅如此,单是合成其高级中间体也需要30至40步。所以该分子全合成最急需解决的问题之一便是其合成路线过长（48步）。该天然产物的合成策略大多为外消旋合成策略。在仅有的四条对映选择性全合成探索中,Overman和黄培强课题组通过底物诱导方式进行其对映选择性合成研究;Fukuyama课题组通过Noyori催化不对称氢化构建该分子的第一个手性中心;秦勇课题组通过手性辅助基诱导的不对称Diels-Alder反应构建最初的手性中心。因此,该天然产物尚未有有机小分子催化的不对称合成研究报道。Isopropylchaetominine 和 chaetominine A 分别是 Proksch 课题组于 201 8 年和Song课题组于2019年从海绵相关的曲霉菌中提取得到的海洋天然产物,具有一定的抗菌和抗结核活性,目前均无合成报道。它们同属于chaetominine家族天然产物。由于二者分离样品很少,使得Proksch课题组未提供天然产物isopropylchaetominine的红外谱图;此外Song课题组也未提供天然产物chaetominine A的红外和旋光数据,并且其提供的天然产物核磁数据不完整。加之该家族天然产物结构容易发生错误,所以开展二者的不对称全合成具有重要意义。通过对上述课题的研究,取得如下主要结果:一、海洋天然产物sarain A的不对称全合成研究1.发展了 sarainA不对称合成新策略基于已知的有机小分子催化的不对称Michael加成反应,我们发展了 sarain A不对称合成新策略。我们通过不对称Michael加成反应一步构建一个C-C键和两个手性中心得到手性合成切块Ⅲ。2.Sarain A高级合成中间体Ⅺ的催化对映选择性高效合成在上述有机小分子催化的不对称Michael加成反应基础上,我们通过酰胺选择性催化还原反应、由氮向碳手性转移反应以及Horner-Wittig反应等关键步骤以20步实现高级合成中间体Ⅺ的高效对映选择性合成。该中间体包含合成sarain A所需的所有官能团。其重要性在于我们希望通过后续的还原Mannich反应（或Mannich反应）一步实现sarain A四环核心骨架的构筑。相关的工作仍在进行中,相信在不久的将来我们组将有望通过这一策略实现该分子的不对称全合成。二、海洋天然产物isopropylchaetominine和chaetominine A的不对称全合成研究1.Isopropylchaetominine推测结构及其三个立体异构体的合成在本课题组建立的4或6步chaetominine家族天然产物合成策略基础上,实现isopropylchaetominine的推测结构及其三个立体异构体（三个异构体的C2位羟基与C3位上氢为顺式关系）的不对称全合成。其中三个化合物为首次合成。2.Isopropylchaetominine 的数据比对结果与天然产物分离数据比对,发现我们合成的四个化合物的核磁数据与天然产物分离数据不一致。因此,我们认为天然产物isopropylchaetominine的推测结构有误,正确结构可能是C2位羟基与C3位氢为反式关系。3.Chaetominine A及其三个立体异构体的合成在本课题组建立的4步合成策略基础上完成chaetominine A的首次不对称全合成。此外我们还通过这一策略完成该天然产物其他三个立体异构体的首次不对称全合成。4.Chaetominine A的数据比对结果与天然产物分离数据比对,发现我们合成的chaetominine A的核磁数据与天然产物分离数据完全一致。由于我们合成的样品较多,我们首次提供了chaetominine A的完整核磁碳谱,并纠正了两个碳的化学位移。此外,我们首次提供了该天然产物的红外和旋光数据。