天然产物全合成可以解决稀缺天然产物的来源问题和提供结构多样的天然产物衍生物,因而在创新药物研究中占有重要地位。以具有重要生物活性和复杂化学结构的生物碱为研究对象,本论文发展了新型骨架构建方法和合成策略,以此为基础,完成了5个sarpagine型吲哚生物碱、3个koumine型吲哚生物碱和2个hetidine型C20-二萜生物碱的不对称全合成。论文包含如下两部分:第一部分:Sarpagine和koumine型吲哚生物碱的全合成研究。Sarpagine和koumine型吲哚生物碱属于单萜吲哚生物碱,在夹竹桃科和钩吻科的多种药用植物中均有分离提取报道。该类生物碱具有笼状的多环骨架和多个手性中心,在合成上极具挑战性。以实现多个sarpagine和koumine型吲哚生物碱的高效全合成为目标,本论文发展的新合成方法和合成策略主要有:（1）发展多步一锅的胺氧化/环丙醇开环环合新反应以构建吲哚并氮杂桥环[3.3.1]壬烷骨架;（2）发展有机/金属协同活化的酮羰基α-联烯化新反应以构建氮杂桥环[2.2.2]辛烷骨架和同时引入C20位联烯基团;（3）发展仿生的金催化的吲哚对联烯的去芳香化加成以构建koumine型生物碱的核心骨架。以新发展的桥环构建方法为关键步骤,本论文完成了5个sarpagine型吲哚生物碱（vellosimine、normacusine B、trinervine、affinisine和Na-methyl-16-epipericyclivine）和3个koumine型吲哚生物碱（koumimine、N-demethylkoumine和koumine）的集群式不对称全合成。该构环方法和合成策略有望适用于其他相关天然产物及其衍生物/类似物的合成,进而为后续的药物化学研究奠定基础。第二部分:Hetidine型C20-二萜生物碱的全合成研究。C20-二萜生物碱主要来源于毛茛科传统药用植物,具有复杂的笼状结构和多种重要生物活性,是合成化学家重要关注对象。经数十年的研究,C20-二萜生物碱的亚型（如:atisine、hetisine、denudatine）的多个分子已被成功合成。然而,对于hetidine型生物碱,尽管已有多个课题组开展了全合成研究工作,目前仅septedine和7-deoxyseptedine两个分子被成功合成。在本课题组前期的hetisine型C20-二萜生物碱全合成研究的基础上,本论文从A/C/E/F四环中间体2-77出发,通过Rh催化的金属卡宾对芳环的去芳香化环丙烷化反应,并通过环丙烷的SN2亲核加成反应开环,选择性断裂环丙烷C7-C9键,实现B环的构建和极具合成挑战性的C7-OH组装。该方法也适用于在C7位引入其它官能团（如:Cl、I）,从而有望应用于天然产物类似物的多样化合成。随后,通过分子内可逆的aldol反应,实现了双环[2.2.2]辛烷结构的构建。最终,本论文以26和27步的总步骤完成了hetidine型C20-二萜生物碱talassamine和talassimidine的首次不对称全合成工作。