复杂活性天然产物Solanoeclepin A的全合成研究

复杂活性天然产物Solanoeclepin A，具有非常独特、罕见的迷人结构，是从土豆根部分离出来的一种天然产物，它具有诱导土豆线虫发育的功能。对Solanoeclepin A的合成研究将会帮助人类理解它的作用机制，并最终消除土豆线虫病所造成的危害。本课题拟探索一条新颖、高效、简洁的合成策略全合成Solanoeclepin A，同时合成具有同样活性作用、结构更为简单的Solanoeclepin类似物，并进行生物活性测试，从中筛选出先导化合物，研究新一代高效低毒的线虫杀虫剂。利用两个关键反应IMDAF反应快速构建连续的A-B-C-D-E多环骨架以及连续的Michael加成反应（或者SmI2诱导下的自由基成环反应等其他几个灵活的备选策略）高效简洁合成最具挑战性的4-5并环结构将是本课题的研究目标和研究重点。

土豆作为世界第三大粮食作物，其生产一直受到包括土豆胞囊线虫在内的病虫害影响。本研究的对象solanoeclepin A是从土豆根部分离出的活性天然产物，活性测试显示其对土豆胞囊线虫的孵化具有极高的活性，对它的研究将有助于发展出新一代生物农药。然而从自然界分离得到的solanoeclepin A极为稀少，限制了对其的生物学研究。因此，对它的化学全合成意义重大。solanoeclepin A具有从3元环到7元环在内的5种环系、9个手性中心（包括多个全碳季碳），在高于高温、酸、碱性条件下，化合物均不稳定。该天然产物最具特色的双环[2.1.1]环己酮结构为有机合成提出了挑战。..本研究的重点在于发展一系列新颖的合成策略，探索活性天然产物Solanoeclepin A的简洁、高效的多样性导向合成路线。并以此为模板，研究新一代环境友好的生物农药，为维护粮食安全提供可靠的工具。主要研究成果包括：..（一）通过模型分子的合成，系统研究了分子内Diels-Alder反应在Solanoeclepin A的A-B-C环系的构建上的应用。尝试了包括呋喃、3-溴呋喃、2-甲氧基呋喃等一系列双烯体，也尝试了包括末端烯酮、甲基-炔酮、偕二甲基烯酮、环丙烯、环丙烷烯酮等一系列亲双烯体。通过对不同反应条件的筛选，成功的利用Diels-Alder反应和后续的转化，实现了带有偕二甲基结构的A-B-C三环体系构建。这样的多样性导向合成将为后续的生物学研究提供了最佳工具。..（二）通过模型分子的合成，系统研究了Solanoeclepin A的D-E-F三环体系的构建。掌握了对其独特的bicyclo[2.1.1]hexanone的合成方法。并首次在“烯酮-醛”体系上，实现了“4-exo-trig”二碘化钐还原偶联反应，构建了一个含有3个连续全碳季碳的4元环系。..（三）在全合成的过程中，继续发展了相关化学。发展了“卤素-双键-醛”双位点启动的二碘化钐自由基串联反应，成功的应用于solanoeclepin A多元连续环系的构建。并为一骨架独特的天然产物的全合成发展了全新、高效的方法。.. 相信以上这些研究成果将会加速solanoeclepin A的全合成，同时为系统研究solanoeclepin A的生物学活性提供参考。