成果简介：

项目的特色在于，完成人将理论计算与合成有机化学高效地结合在一起，最终实现高效率、高选择性四取代碳手性中心的构建。课题完成人经过合作研究，发展了一系列构建四取代碳手性中心的方法，并使用理论计算找出影响反应选择性的因素，通过进一步设计，实现理论计算指导的高效有机合成。最终，将自主研发的合成策略应用于一系列天然有机物分子的人工合成。主要取得的科学发现点如下：

1.基于理论计算的过渡金属催化构建四取代碳中心

（1）设计并实现了一种基于铑催化的卡宾前体与芳香酮羰基α-季铵盐偶联制备季碳中心的方法。基于原子经济性和绿色化学的考虑，完成人设计了一个内部氧化还原中性的底物——芳香酮羰基α-季铵盐。亲核试剂与亲电试剂部分共同连接到在线生成的卡宾实现氧化还原守恒从而构建两个新碳-碳键，进而实现季碳合成。

（2）完成人通过底物诱导Pauson-Khand反应高选择性手性可控的构建手性季碳。成人通过理论计算研究了一系列不同结构烯基炔基环己烷衍生物的反应活性，通过实验证明对反应活性顺序的理论预测，并将此项设计应用于天然产物全合成中。

（3）完成人提出了一种通过金催化串联频哪醇类型重排反应构建桥头烷氧基叔碳的新方法。

2.基于理论计算的小分子催化构建四取代碳中心

通过膦参与联烯活化可以获得高活性的烯基鏻中间体，使用三取代碳亲核试剂，则通过对烯基鏻亲电进攻则可直接构建四取代碳结构。完成人对膦催化剂进行设计，使用手性氨基酸残基与膦结合，得到一系列手性膦-肽催化剂，并应用于联烯偶联中，进而实现四取代碳的构建。

3.天然产物和药物活性分子中的手性四取代碳构建

（1）完成人在对包含桥头季碳的多环天然产物Retigeranic Acid A的全合成研究中，通过理论计算对季碳手性生成的研究大幅度提升了合成效率。

（2）完成人在Cortistatins A以及Farnesiferol C的全合成中，使用到了之前发展的金催化串联反应，通过频哪醇类型重排反应诱导构建选择性地构建了桥头烷氧基叔碳手性中心。

（3）在理论计算化学的引导下，提出了一种铑催化[3+2]环化反应，能够直接构建具有两个桥头季碳的双环[3.3.0]骨架，并将此反应应用于天然产物灵芝醇的全合成中。