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若干生物碱全合成及铱催化不对称烯丙基--烯丙基交叉偶联反应研究的开题报告
一、选题背景
生物碱在药物和天然产物领域中具有重要的地位，其结构复杂、手性化合物居多，合成难度大，但对于生物活性和选择性往往具有巨大影响。传统的合成技术中采用天然产物分离、化学方法合成等，在重复性高、产率低、环保性等方面需要改进。因此，从理论和实践的角度来看，采用更高效、可控性更强的方法进行生物碱的全合成，是具有重要意义的研究方向。
近年来，催化交叉偶联反应因其高效性、选择性和绿色环保性逐渐成为生物活性分子合成领域研究的热点。烯丙基--烯丙基交叉偶联反应是实现新键构建的重要手段之一，具有通用性、高效性和可控性等优点，已成为有机合成化学中的重要反应。本课题拟采用铱催化方法实现如此重要的烯丙基--烯丙基交叉偶联反应，将烯丙基化合物与烯丙基化合物直接C-C键连接，从而一步实现生物碱的合成。
二、研究目的和意义
本课题首先拟通过烯丙基还原，实现多个生物碱中间体的制备。通过中间体的变换，得到目标化合物并进行表征鉴定。
其次，本课题通过表面标记设置、催化剂选择优化等方式，在铱催化的烯丙基--烯丙基交叉偶联反应中实现高效、高产、高反应性和对手性的控制。同时，为了更好地控制催化反应的反应路径，本课题通过DFT理论计算等方式进行反应机理及运动学研究。这些研究为该反应的优化提供了参考和理论依据。
最后，通过合成出目标生物碱，并对其生物活性进行评估和表征，以评估合成路线和铱催化烯丙基--烯丙基交叉偶联反应的实际应用价值和潜在应用。
本课题的成果不仅有望为生物碱的全合成提供新的方法和策略，也有望为该反应在分子设计、合成和药物研究领域中的应用提供指导和基础研究支持。
三、研究内容和方法
本课题的主要研究内容包括烯丙基还原制备中间体、铱催化的烯丙基--烯丙基交叉偶联反应、反应机理及运动学研究等。主要研究方法为有机合成、空气灌装、手性汇总色谱、DFT理论计算等。
（1）烯丙基还原制备中间体
合成的中间体为pretryp-2-ene-amine，可作为重要的生物碱中间体进行下一步反应。采用Pd/C催化剂，通过硼氢化钠（NaBH4）还原3-氰基丙烯酸酯实现中间体的制备。
（2）铱催化的烯丙基--烯丙基交叉偶联反应
本课题拟采用第三代磷化铱复合物，通过氢化物四丁基铝（LiAlH4）处理催化剂，优化催化剂用量、反应溶剂等反应条件，控制反应方式。
（3）反应机理及运动学研究
本课题拟对铱催化的烯丙基--烯丙基交叉偶联反应进行反应机理及运动学研究。通过DFT理论计算、NMR、IR等技术手段，对反应中关键中间体的结构、构象和反应机理进行推断和验证，并分析和评估反应过程中的势能平面、反应物与催化剂的反应速率和产率等因素。
（4）生物碱合成和生物活性评估
本课题将合成出目标生物碱，并对其进行表征和生物活性评估。采用红外光谱、核磁共振等方法对目标化合物进行结构表征。通过体内外实验评估其抗癌、抗炎等生物活性，并与天然生物碱进行比较和评估。
四、预期成果和可能应用
预期成果包括烯丙基--烯丙基交叉偶联反应的铱催化方法优化、反应机理及运动学研究结果、合成出的目标生物碱及其生物活性评估结果等。
这些成果有望为生物活性分子的合成和设计提供新的方法和策略，为该反应在合成、医药等领域的应用提供指导和帮助，对生物碱的全合成和合成生物活性分子具有重要的推动作用。同时，该铱催化反应优越的催化效果及反应体系的友好性能也有望为工业中生物分子的合成提供新的可行技术措施。