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本论文以虎皮楠生物碱Daphniyunnine作为全合成研究的目标分子,分别设计了以分子内呋喃Diels-Alder (IMDAF)反应和Prins-pinacol重排反应为关键反应的两条合成路线来构建虎皮楠生物碱Daphniyunnine的基本骨架。在研究Prins-pinacol重排反应构筑虎皮楠生物碱基本骨架中,发展了Prins环化反应的方法学。本论文主要包括以下三章：第一章天然产物虎皮楠生物碱(Daphniphyllum Alkaloids)研究进展(综述)本章较系统地介绍了虎皮楠生物碱(Daphniphyllum Alkaloids)的来源、分离、结构、生物活性、生物合成途径、仿生合成途径和化学合成研究。从虎皮楠科(daphniphyllaceae)植物中分离得到的虎皮楠生物碱是一类多官能团的复杂化合物。白1909年经Yagi等人分离得到第一个虎皮楠生物碱daphnimacrine以来,它们便引起了化学家们的极大兴趣。Suzuki和Yamamura等人通过同位素喂养实验首次提出此类生物碱的生物合成途径。Heathcock课题组在此假说的基础上进一步提出生源合成假说(Heathcock假说),并完成了多个虎皮楠生物碱的仿生合成研究。在化学合成方面,本章介绍了Overman、Denmark、Bonjoch等课题组对此类生物碱基本骨架构筑的研究工作。第二章由分子内呋喃Diels-Alder反应构筑虎皮楠生物碱Daphniyunnine基本骨架设计以分子内吠喃Diels-Alder反应(IMDAF)为关键反应步骤构筑Daphniyunnine A—E类生物碱碳环骨架。以S-香芹酮、糠醇为原料,合成了多个前体化合物并尝试了它们在动力学和热力学条件下发生IMDAF反应的条件。在此研究中发现,为增加IMDAF反应可行性而合成的亲二烯体为半醌结构的底物很容易发生芳构化。以上合成策略为虎皮楠生物碱Daphniyunnine的合成研究工作积累了宝贵经验。第三章以Prins-pinacol重排为关键反应研究虎皮楠生物碱Daphniyunnine B及Prins环化反应研究设计以Prins-pinacol重排为关键反应拟构建Daphniyunnine B的碳环骨架的合成策略。以环戊酮为原料,合成了2-(4,4-二甲氧基丁基)-1-烯基取代环戊醇类化合物并探索它们在Lewis酸促进下发生Prins-pinacol重排反应的研究工作。在此合成策略中,本课题组发现了烯丙位甲氧基诱导的直接pinacol重排反应并得到了螺环化合物(没有发生Prins环化)。在研究Prins环化反应构筑7元环的可行性中,发展了新的方法学。当Lewis酸诱导2-(4,4-二甲氧基丁基)-1-炔基取代环戊醇类化合物时,成功得到Prins环化产物。通过条件筛选,发现FeCl3对此反应是最有效的Lewis酸,在此基础上完成了底物扩展。当炔基的另一端为芳基取代时,Prins环化产物为7元环的α,β-不饱和酮,而炔基的另一端为烷基取代时,则得到1-氯代烯结构的产物。实验同时发现,2-(5,5-二甲氧基戊基)-1-炔基取代环戊醇类化合物在FeCl3促进下,以中等收率、高非对映选择性得到螺环化合物,此螺环化合物的相对构型经过X-ray衍射单晶实验证实并提出了相应的反应机理。