目前FDA批准的所有药物中,有57.7%的药物是以天然化合物为基础研究开发的。然而,许多天然活性成分在生物资源中含量低,原料采集困难,单纯依靠分离提取技术从自然界得到大量单一组分的活性成分通常是非常困难的,严重限制了天然化合物进行药物研发的临床研究和产业化。采用化学合成的方法进行化合物的全合成是解决药源问题的一个重要手段。与此同时,对已知结构与生物活性的天然化合物进行化学修饰是创新药物研究的一个重要途径。对于某些具有应用价值的功能性分子,尤其是结构复杂的天然化合物,其合成方法学的研究尤为重要。二碘化钐作为一种单电子还原试剂,因其具有操作简单、反应温和、选择性高的优点在化学合成上得到了广泛的应用。一系列由二碘化钐介导的化学反应,尤其是环合反应,更是成功用于合成多种具有复杂结构的天然产物及其它功能性分子。本文以天然产物吲哚并喹啉和DHDA为突破口,合成了一系列吲哚并喹啉硼酸衍生物,并进行了对天然产物DHDA的全合成；同时,对二碘化钐介导的环合反应进行了系统的研究。1.吲哚并喹啉硼酸衍生物的合成及其抗其肿瘤活性研究目前,基于有机硼酸化合物可以与cis-1,2-和cis-1,3-二醇反应生成五元或六元环状硼酸酯的性质,硼酸化合物被广泛应用于分子水平上对不同单糖化合物的识别和检测以及细胞水平上与肿瘤细胞表面过度表达糖链的特异性结合。而作为一种具有多种生物活性的天然化合物,吲哚并喹啉及其衍生物的合成与生物活性研究则是该类天然产物的研究热点。本文设计并利用多聚磷酸介导的环合反应,三氯氧磷介导的氯代芳构化,酰胺化等关键反应成功合成了一系吲哚并喹啉的类似物——吲哚并喹啉羧酸及其硼酸衍生物,期望利用硼酸与肿瘤细胞表面具有cis-1,2-和1,3-二醇结构的高表达碳水化合物(如唾液酸、岩藻糖等)的可逆共价结合,提高吲哚并喹啉母体分子的抗肿瘤靶向选择性及生物活性。我们对合成的母体化合物吲哚并喹啉羧酸及其硼酸衍生物进行了人类乳腺癌细胞株体外生长抑制活性的测试,结果表明吲哚并喹啉硼酸衍生物的抗肿瘤活性明显高于其吲哚并喹啉羧酸母体的抗肿瘤活性。与此同时,通过质谱学研究发现,唾液酸、岩藻糖等碳水化合物与本论文中所合成的吲哚并喹啉硼酸衍生物在溶液体系中可以形成硼酸酯共价化合物。这有助于我们理解向吲哚并喹啉羧酸中引入硼酸,可以通过硼酸官能团与肿瘤细胞表面过度表达的碳水化合物的可逆共价结合作用以提高药物分子的靶向选择性,进而提高其生物活性。2.天然产物DHDA的全合成研究发现具有2,3-二氢苯并呋喃结构的天然化合物及其衍生物具有良好的抗病毒以及抗肿瘤等生物活性。本文提供了一种合成具有2,3-二氢苯并呋喃母核的化合物的有效方法。该方法利用产率极高的重氮转移反应,立体选择性高的碳氢插入反应,以及简洁高效的碳碳偶联反应成功合成了天然化合物DHDA。该全合成路线共经历了12个直线步骤,总产率为17%。为进一步对该类化合物进行构效关系评价奠定了基础。3.二碘化钐介导的双α,β-不饱和羰基化合物分子内的环合反应二碘化钐作为一种单电子还原试剂,因其具有操作简单、反应温和、选择性高的优点在化学合成上得到了广泛的应用。我们通过α,β-不饱和烯醚的氧化反应、Homer-Wadsworth-Emmons烯化反应合成了10个具有双α,β-不饱和羰基体系的化合物,并研究了它们在二碘化钐/甲醇/四氢呋喃体系下的自由基环合反应。结果显示部分具有α,β-不饱和酸酯侧链的底物分子可以发生了分子内的自由基环合反应,而当侧链为α,β-不饱和烯酮时则不发生该类反应。此外,这些α,β-不饱和酸酯底物只有同时具有合适大小的α,β-不饱和环酮以及合适长度的侧链才可以发生此类反应。我们利用二碘化钐介导的双α,β-不饱和羰基化合物分子内的环合反应成功合成了一系列大小不同的螺醚。该反应条件温和,产率高,立体选择性强,为合成具有螺醚结构的天然化合物以及药物等各种功能性分子提供了新的化学合成方法,具有重大的应用价值。