全碳季碳结构单元广泛存在于各类具有生物活性的天然产物及药物分子中,因此,有效地构筑季碳,尤其是催化不对称地构筑手性全碳季碳,并将其应用于天然产物和药物分子的全合成中,一直是合成化学领域中挑战性的研究课题。基于本课题组多年来在构筑季碳立体中心及设计合成螺环吡咯(spirocyclic pyrrolidine,SPD)催化剂方面的工作基础,本论文发展了一种新的不对称Michael反应,高效构筑了含有全碳季碳立体中心的氢化苯并呋喃骨架结构,并将该方法应用到两类生物碱(石蒜科生物碱加兰他敏、力可拉敏和罂粟科生物碱吗啡、可待因)的不对称发散式全合成中。本论文主要分为以下五章:第一章简述了近年来本课题组以螺环吡咯(SPD)和螺环酰胺(SPA)为核心骨架,设计合成的一系列新型催化剂以及这些催化剂参与的新反应。第二章简述了有机催化的不对称Michael反应构筑苯并呋喃结构的研究背景和本论文的研究思路。第三章详细阐述了关键反应前体的制备过程,同时运用组内发展的SPD有机催化剂,探索了分子内不对称Michael反应,高效合成了一系列含有手性季碳中心的氢化苯并呋喃类化合物。该反应具有对映选择性高、底物普适性广、反应条件温和等优点。以此为基础,本章还发展了一锅的立体选择性的Robinson环化反应,一步高效构筑了含有两个连续手性中心(其中一个为全碳季碳中心)的氢化二苯并呋喃高级中间体。第四章阐述了天然产物加兰他敏和力可拉敏的不对称全合成。本章从氢化二苯并呋喃高级中间体出发,通过调整六元环双键位置并对季碳侧链进行官能团转化,最终实现了上述两分子的全合成。第五章详细阐述了天然产物吗啡和可待因的不对称全合成。本章依旧从氢化二苯并呋喃高级中间体出发,经傅克反应、Wharton重排、脱除苄基、Mitsunobu反应、氢胺化反应等一系列官能团转化,首次通过催化不对称地构筑目标分子中挑战性的全碳季碳的策略,实现了吗啡和可待因的全合成。