吡啶类化合物的直接催化不对称氢化反应依然是一个难题,原因主要在于吡啶环的高芳香性以及强碱性阻碍了还原的进行。为此,我们使用布朗斯特酸活化底物的策略,将吡啶酮的不对称氢化与氮烷基化反应相串联,通过“一锅法GSI-IX体内”合成具有高对映选择性的吲哚里西啶和喹诺里西啶类生物碱衍生物。通过机理研究以及DFT计算探究了催化循环过程,并对涉及的氮杂环化合物进行了抗菌活性的考察。主要内容如下:1.吲哚里西啶类生物碱衍生物的合成:以吡啶酮1a为底物进行不对称氢化-氮烷基化串联反应条件的探索。最优条件是以Ir-(R)-Binap为催化剂,添加剂为三氟乙酸、对甲氧基苯甲酸、氯化钠和冠醚。共获得41个不同取代基的吲哚里西啶类生物碱类似物,其中最高可达95%的产率以及96%的对映选择性。研究表明对甲氧基苯甲酸可有效地减少中间体(2a′)的产生;体系中氯离子的存在可以有效地避免底物胺直接与金属配位,从而毒害催化剂,降低deformed graph Laplacian循环效率;时间控制实验说明底物中的羰基部分优先被还原,形成的手性中心参与后续手性中心的构建。氘代实验发现反应中的氮烷基化过程是通过亲核取代机理进行,并且在底物手性中心的诱导下,空间构型不发生翻转。2.喹诺里西啶类生物碱衍生物的合成:在已有的研究基础上,对吡啶酮3a进行最优反应条件探索。在保持添加三氟乙酸的基础上,通过更换具有更大空间位阻的配体(R)-DTBM-Seg Phos和酸性添加剂(二异丙基乙基胺盐酸盐),获得最优反应条件。共获得3个不同取代基的喹诺里西啶类生物碱衍生物,其中最高可达79%的产率以及87%的对映选择性。3.抗菌活性评价:以噻菌灵为阳性对照,通过菌丝线性生长速率法评价了反应过程中涉及的29个氮杂环化合物对6种常见植物病原真菌的抑制效果(药物浓度50μg/m L)。发现14个含氮杂环取代的查尔酮类似selleck MCC950物可抑制植物病原真菌,其中2-溴取代的氮杂环查尔酮类似物4f对白菜黑斑菌的抑制率高达95%。而生物碱衍生物抑菌效果均较差,且外消旋化合物与光学纯化合物的抑菌效果无明显差异。以环丙沙星为阳性对照,通过滤纸片扩散法评价了反应过程中涉及的33个氮杂环化合物对11种细菌的抑制效果(载药量为20μg)。发现13个氮杂环取代的查尔酮类似物对11种细菌的抑制效果均较差,仅有2-溴取代的氮杂环查尔酮类似物4f对水稻白叶枯菌的抑菌圈达到20 mm。20个生物碱衍生物对11种细菌几乎无抑制效果。