【摘 要】
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有机膦在生命体中是不可缺少的一类有机化合物,许多天然膦酸酯类化合物（如α-氨基膦酸酯、α-羟基膦酸酯等）在研究过程中被发现具有抗植物病毒、抗肿瘤、抗血栓、抗细菌、抗氧化等生物活性,手性膦酸酯类药物的开发使用可提高药物经济性,还可有效减小对环境危害。含膦功能性分子的不对称合成仍具有一定的挑战性因而备受广泛关注。氮杂环卡宾（N-Heterocyclic Carbene,简称NHC）是一类重要的小分子催
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有机膦在生命体中是不可缺少的一类有机化合物,许多天然膦酸酯类化合物（如α-氨基膦酸酯、α-羟基膦酸酯等）在研究过程中被发现具有抗植物病毒、抗肿瘤、抗血栓、抗细菌、抗氧化等生物活性,手性膦酸酯类药物的开发使用可提高药物经济性,还可有效减小对环境危害。含膦功能性分子的不对称合成仍具有一定的挑战性因而备受广泛关注。氮杂环卡宾（N-Heterocyclic Carbene,简称NHC）是一类重要的小分子催化剂,可实现羰基化合物的极性反转（umpolung）与亲核（或亲电）试剂反应,可高效获得传统合成方法无法构建的手性化合物骨架。本文主要叙述α-羟基膦酸酯和α-氨基膦酸酯在农药上的应用及其传统的合成方法,并介绍了NHC催化烯醛γ-碳sp~3活化的反应。我们成功实现了基于NHC催化的四取代α-羟基膦酸酯和α-氨基膦酸酯的不对称合成,同时也对[4+2]环加成模型反应得到的部分具有高光学纯度的手性含膦酸酯类化合物进行抗植物细菌活性和抗植物病毒活性进行初步测试。此外,我们成功的将合成手性膦酸酯的反应模式应用到复杂结构多环内酯化合物的合成研究。具体研究结果如下:1、实现了NHC催化下β-甲基肉桂醛和α-羰基膦酸酯在氧化条件下的不对称[4+2]环加成反应,以优秀的对映选择性合成了一系列2-吡喃基膦酸酯类化合物,并对合成的手性膦酸酯类化合物对水稻白叶枯细菌进行抑菌活性和抗烟草花叶病毒（TMV）活性的初步活性测试。部分手性化合物表现出具有较好的抑菌活性和抗病毒活性,化合物I-3f、I-3u在浓度分别为100μg m L-1和200μg m L-1时有与对照药叶枯唑有相当的抗水稻白叶枯活性,活性分别为I-3f（54.2%,60.8%）和I-3u（44.4%,59.9%）,叶枯唑活性为（47.1%,72.7%）。抗烟草花叶病毒（TMV）活性测试结果表明,在化合物浓度为500μg/m L时,化合物I-3i（44.8%）、I-3o（43.1%）和I-3u（50.4%）表现出与对照药宁南霉素（45.5%）相当的治疗活性,化合物I-3p（44.8%）和I-3r（44.4%）表现出与对照药宁南霉素（44.6%）相当的保护活性。2、实现了NHC催化β-甲基肉桂醛和六元环α-亚胺基膦酸酯在氧化条件下的不对称[4+2]环加成反应,合成了一系列α-四取代α-氨基膦酸酯类化合物,并对合成的手性膦酸酯类化合物以及部分中间体对水稻白叶枯细菌抑菌活性和抗TMV活性进行初步测试。部分手性膦酸酯类化合物具有较好的抗菌活性,在浓度为100μg/m L和200μg/m L时,其中II-3e（45.6%,80.0%）和化合物II-3l（69.3%,88.8%）对水稻白叶枯的抑制活性和对照药叶枯唑（44.6%,73.6%）对水稻白叶枯的抑制活性相当。抗烟草花叶病毒（TMV）活性测试结果表明,化合物II-3c（49.5%）、II-3e（46.8%）、II-3g（59.4%）、II-3h（46.5%）、II-3j（47.8%）、II-3k（53.1%）表现出与对照药宁南霉素（45.5%）有相当的治疗活性。II-3c（43.9%）、II-3e（52.1%）、II-3g（56.6%）、II-3h（55.4%）、II-3j（44.7%）、II-3k（46.9%）表现出与对照药宁南霉素（44.6%）有相当的保护活性。3、实现了NHC催化β-甲基肉桂醛和五元环α-亚胺基膦酸酯的不对称[4+2]环加成反应,以优秀的收率以及对映选择性合成了一系列α-四取代α-氨基膦酸酯类化合物。由于亚胺是由胺在一定的氧化条件下所获得,因此我们实现了氮杂环卡宾催化的β-甲基肉桂醛和五元环α-胺基膦酸酯的脱氢交叉偶联（Cross-Dehydrogenative-Coupling,简称CDC）反应,一锅法高效实现了手性膦酸酯的不对称合成。4、实现了NHC催化β-甲基烯醛和二烯酮的串联反应快速合成含季碳中心的多环内酯化合物。这是首次实现的NHC催化的β-甲基烯醛γ-碳的1,6-加成反应,为传统合成方法很难合成的复杂内酯分子的获得提供了有效的途径。获得的多环内酯化合物具有多达四个融合环结构,反应具有优秀的收率和对映选择性。
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