百部科植物为我国传统中草药,有着上千年的应用历史。当代科学研究表明,其主要活性成分为百部生物碱。复杂特殊的结构赋予百部生物碱独特的生理活性,其在润肺下气,止咳,杀虫等方面有显著功效。其中,Irie小组于1979年报道分离的百部叶碱（stemofoline）是结构最为复杂的百部生物碱之一,具有复杂的笼状五环结构、1,2-烯二醚结构、七个连续的手性中心,以此为代表先后分离出20余个百部叶类生物碱。以百部叶碱为先导化合物,拜耳公司和先正达公司先后开发出两类新型杀虫剂。此外,相关研究表明百部叶碱有助于多种抗癌药克服多药耐药性。百部叶碱的全合成研究始于1983年,然而由于百部叶碱具有复杂的结构,成为极具挑战性的全合成目标分子。迄今只有Rochest大学Kende教授和加州大学Overmam教授两个课题组分别于1999和2003年报道异百部叶碱类和二去氢及异二去氢百部叶碱外消旋体的全合成。在该类型生物碱全合成研究中,存在着许多科学问题亟待解决,如何高效、高选择性,对映选择性地构筑五环核心结构,构筑具有高氧化度烯二醚结构的特窗酸酯片段等。而且,该组生物碱中的母体化合物stemofoline的合成尚未见报道。因此,开展百部叶碱的对映选择性全合成研究具有重要的研究意义和应用前景。海洋天然产物是当前天然产物化学中最活跃的研究领域之一。海洋天然产物具有结构和生物活性多样性的特点,是新药发现的重要来源。Haliclonin A是Shin小组于2009年从韩国济州岛附近水域的海绵组织中提取出的结构独特的大环生物碱。初步研究表明,halicloninA具有抗菌和抗肿瘤等生物活性。复杂的桥环体系及大环结构使halicloninA的全合成充满了挑战。尤其在Shin小组报道中,其发表论文图中画出的结构式与其文中描写的绝对构型为对映异构体,这对该分子全合成带来了更多的挑战。在本课题组报道之前,尚未有其他课题组的合成报道。因此,开展halicloninA的不对称合成研究具有重要意义。本论文包含两部分工作:（1）开展百部叶类生物碱的不对称全合成研究;（2）在本实验室haliclonin A的合成团队中负责三环核心结构的大量合成,以协助郭联东博士完成该天然产物的不对称全合成。本论文通过对上述课题的研究,取得以下结果:一、百部叶类生物碱的不对称全合成研究1.发展了百部叶碱全合成新策略发展铜催化的卤代烃与格氏试剂偶联反应,高效构筑桥环季碳中心,该方法可以直接合成百部叶碱的末端丁基。发展HWE（Horner-Wadsworth-Emmons）为关键反应的连接特窗酸酯和五环核心片段的策略。发展从百部叶类天然产物stemoburkilline和（11S,12R）-dihydrostemofoline生源合成天然产物百部叶碱和异百部叶碱的策略。2.完成了百部叶（stemofoline）等4个该类天然产物的首次不对称全合成从商品化试剂（S）-α-苄氧基-γ-丁内酯（Ⅰ）出发,经16步合成了百部叶类天然产物 stemoburkilline 和（1 1S,12R）-dihydrostemofoline,合并总产率为 4.14%。再经三步转化,完成了天然产物百部叶碱（stemofoline）及异百部叶碱（isostemofoline）的全合成,合并总产率为3.89%。由此经19步完成了四个百部叶类天然产物的首次不对称全合成。3.发展了多个立体和区域选择性合成方法发展了甲基锂对α,(β不饱和酮1,4-加成,立体选择性单一地引入C-10位甲基的策略,实现高效、高选择性地构筑百部叶生物碱五环核心骨架结构。4.首次报道了异百部叶碱的13CNMR和旋光数据由于Kende小组仅完成少量异百部叶碱的外消旋全合成,所以他们只报道了该天然产物的氢谱。我们通过完成四个百部叶碱类天然产物的不对称全合成,首次完整报道了异百部叶碱的核磁碳谱和旋光数据。二、海洋天然产物haliclonin A三环核心中间体的放大量合成在课题组罗世鹏博士研究的基础上,本人负责关键中间体的放大量合成,协助郭联东博士完成了 Haliclonin A的首次不对称全合成工作。发展了从商品化试剂（Ⅱ）出发,经22步反应大量合成三环核心结构中间体（Ⅲ）,为郭联东博士于2016年完成该分子不对称全合成奠定了坚实的基础。合成路线中关键的反应有:（1）通过小分子催化的不对称Micheal加成反应合成了手性季碳,并且通过测定其吲哚衍生物的单晶,确定了季碳中心的手性;（2）通过钯促进的偶联反应实现六-六桥环结构的构筑;（3）采用烯烃复分解反应合成饱和的17元大环;（4）烯醇硅醚和甲醛的Mukaiyama-aldol反应引入侧链,然后采用SmI2自由基偶联反应延长侧链。