联烯是一类含有1,2-累积二烯结构的化合物,在简单联烯中引入不同的官能团,受官能团的影响,联烯的碳原子在接受不同性质的试剂进攻时,发生反应的位点不同,从而达到控制反应选择性的目的。近年来,我们小组在研究官能团化联烯的亲电加成及环化反应方面已经做了一系列的研究。Au催化剂作为一类常见的路易斯酸,通过对联烯π键的强极化作用,增大了π键的亲电性,使其容易受到杂原子的氧,氮和硫等的进攻。我的研究就是基于金催化的联烯酸的分子内环化异构化反应展开的。本论文的主要内容如下:我们首先对金催化下轴手性4,5-联烯酸的分子内环化反应的最优条件进行了探究,主要集中在对反应的对映选择性和立体选择性的调控。利用我们组黄鑫博士发展的CuBr2催化的端炔的不对称联烯基化反应(EATA Reaction:Enantioselective Allenylation of Terminal Alkynes)可一步制得高光学活性的 4,5-联烯酸酯,再经过碱性水解得到轴手性的4,5-联烯酸;利用我们组吕博博士发展的大位阻的膦配体,制备了 AuCl(LB-Phos)。轴手性的4,5-联烯酸在AuCl(LB-Phos)/AgOTs的共催化作用下,发生分子内的环化异构化反应得到最终产物γ-(E)-烯基-γ-丁内酯。由于使用了大位阻的AuCl(LB-Phos),联烯酸的轴手性有效地转移到了内酯环的中心手性上,同时反应的立体选择性也得到了很好的控制(E/Z≥ 97:3)。γ-烯基取代的丁内酯的双键经过简单的氢化反应,可生成光学活性的γ-烷基取代的丁内酯。在确定了联烯酸环化的最优条件后,我们对其在光学活性的γ-丁内酯类天然产物全合成中的应用产生了浓厚的兴趣。γ-丁内酯化合物广泛存在于自然界中,由于其潜在的生物活性,长期受到人们的关注。利用我们组发展的金催化4,5-联烯酸的环化反应可一步构建γ-烯基-γ-丁内酯,而这类化合物通过催化氢化又可得到γ-烷基取代的丁内酯。目前,这一方法已被成功应用于多种天然产物的合成中:我们已经完成了简单的脂肪族γ-丁内酯(R)-4-tetradecalactone、(S)-4-tetradecalactone、(R)-γ-palmitolactone、(R)-4-decalactone 的合成,天然产物xestospongienes E~H 全合成,(R)-traumatic lactone、(S)-traumatic lactone 及rhizobialide的制备,及高立体选择性和对映选择性地制得了 rubrenolide和rubrynolide的全合成中关键的γ-烯基γ-丁内醋合成子。其中,(R)-4-decalactone和xestospongiene F完成了克级规模的制备;首次合成了 xestospongienes E～H,并对文献中报道的xestospongienes E和F的绝对构型进行了修正;首次合成了光学活性的(R)-traumatic lactone 和(S)-traumatic lactone;成功制备了 外消的rhizobialide(首次合成)及光学活性的rhizobialide(比旋光度及熔点均比文献中报道的高)。这一系列的丁内酯类天然产物的成功制备,表明了我们的方法在这一类天然产物全合成中有着极大的潜力和价值。