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马钱属生物碱是含量丰富的吲哚类生物碱之一,因其独特的生物活性和复杂的半笼状刚性结构的存在而受到合成化学家的青睐。Dehydrotubifloline是马钱属生物碱中最具代表性的一种,含有特殊的半笼状刚性结构及多氢-吡咯并[2,3-d]咔唑四环骨架,该骨架不仅是马钱属生物碱的典型结构而且是生物合成上构建Tubotaiwine型生物碱、白坚木类生物碱和蕊木类生物碱的关键前体。针对Dehydrotubifloline这一分子,在它的骨架上还可以进行多种衍生,构建众多该类分子的类似物并进行全新的生物活性探索,因此对该分子的合成展开研究极有意义。目前为止,针对马钱属生物碱的合成已有众多报道,主要是对Stychnine这一分子的合成报道,这无疑为马钱属生物碱其他分子的合成奠定了基础,但对于同属分子Dehydrotubifloline的合成报道非常有限。在所报道的Dehydrotubifoline合成策略中,原料来源受限、季碳中心构建复杂、合成路线冗长,而采用氢化吲哚结构上的Fischer Indole关环构筑季碳中心,能够高效简洁完成这一类分子的发散式构建,这一类策略目前还没有被实现和报道。为此,我们基于氢化吲哚骨架来研究Dehydrotubifoline的Fischer Indole合成。针对吲哚骨架的去芳香化,主要集中在吲哚到吲哚啉的合成,对于苯环部分的去芳香化鲜有报道。对此,我们通过控制催化剂的用量、氢气的压力、反应温度等参数对不同的取代吲哚进行直接氢化获得了可用于天然产物或药物合成的众多合成子,并将部分合成子用于马钱属生物碱Dehydrotubifoline的全合成研究。通过合成半笼状结构的羰基化合物对Dehydrotubifoline的Fischer Indole合成展开研究,很遗憾,经过六百多个条件的尝试,始终没有获得目标产物。随后我们采用Fischer Indole合成法构筑Dehydrotubifloline所含有的多氢-吡咯并[2,3-d]咔唑四环骨架,并通过理论计算提出了pKa对Fischer Indole环化过程中区域选择性的指导作用。在所得四环骨架基础上,经过官能团转化后,以12步4.3%的总产率完成了该分子的全合成。通过能量密度泛函理论对四环骨架合成过程中过渡态的计算,解释了Fischer Indole环化过程中区域选择性差的原因,并基于此设计了分步法的Fischer Indole合成策略。最终采用分步法合成策略,以10步10.8%的总产率完成了Dehydrotubifoline的合成。采用金属催化剂实现了吲哚的去芳香化并完成Dehydrotubifoline的全合成后,我们基于前期的工作,设计了吲哚-呋喃底物基础上的aza-Achmatowicz串联反应。“一锅法”实现了aza-Achmatowicz氧化重排、吲哚结构的氧化及吲哚C-3位与重排产物的氧化偶联三步串联反应,高效构建了一系列螺环氧化吲哚生物碱骨架,并初步尝试了天然生物碱Catharinesine、Kopsirensine A与Affinisine oxindole骨架的合成。目前已经实现了部分主骨架吡啶盐的还原,进一步的相关研究以及全合成工作仍在进行中。首次报道了四氢吡咯烷在催化Knoevenagel缩合反应后作为产物单元的现象,并基于该产物的荧光特性,将其发展为用于检测强酸的比率型荧光探针。基于对反应型探针的理解,我们分别设计了以4-羟基沙利度胺为荧光母核的多种荧光探针。首次报道了原位红外技术在探针识别机制验证中的应用,直观地观测到探针识别过程中的官能团变化,同时还在HeLa细胞中实现了对氟离子及硫化氢小分子识别时的荧光成像。鉴于沙利度胺的生物活性、生物兼容性、代谢途径等都已得到很好的研究,同时基于与CRBN蛋白的特异结合,我们认为该类探针有一定的临床应用价值。