脑苷脂类化合物作为鞘糖脂的一种,大量存在于质膜之中。自上世纪40年代首次被发现以来,大量的脑苷脂类化合物先后从各种生物体内被发现,部分具有潜在的医药等各种生物活性。近年来,从海洋生物及其代谢产物中分离提取的一些结构新颖的脑苷脂类化合物,发现其具有抗真菌、抗肿瘤、抗病毒、免疫调节特性等各种生物活性。由于其特有的活性和特殊的结构,天然脑苷脂及其衍生物现今已是天然产物全合成和生物医药研究中的一个热点。通过分离、纯化仅可获得微量的产品,限制了对天然脑苷脂类化合物的活性和结构进行深入研究。虽然已有一些文献报道脑苷脂类化合物的合成,但多仅仅局限在合成简单侧链的神经酰胺,而对相对复杂的神经酰胺片断,如含α-羟基-β,γ-不饱和羧酸、含甲基侧链及多个不饱和键的鞘氨醇的研究鲜有报道。2011年彭小平课题组报道的脑苷脂Chrysogeside B,不仅具有十分优异的抗菌活性和细胞毒性,而且首次发现在脑苷脂中含有C19不饱和脂肪酸。本论文对脑苷脂Chrysogeside B进行了全合成,并且合成了其衍生物。通过生物活性评价,研究了自由羟基和糖苷键在其生物活性中的影响。此外,利用手性诱导,构建了脑苷脂Chrysogeside B重要活性片段α-羟基-β,γ-不饱和羧酸的合成方法,该方法简单、容易获得光学纯度99%以上的产品。论文具体研究结果如下:通过逆合成方法对脑苷脂Chrysogeside B的全合成路线进行分析,确定的合成策略为,先分别合成鞘氨醇、长链脂肪酸和取代的糖单元,然后通过逐步延伸法将三个片段依次连接。具体为以二氢呋喃为起始原料,经过与卤代烷烃偶联、甲基格式试剂开环得到含甲基侧链的反式烯醇,再经卤代、偶联、脱硅基等反应得到端炔化合物,接着与Garner醛加成构建了鞘氨醇的基本骨架,然后经过Red-A1还原、解保护等,得到鞘氨醇中间体,再与R-构型的α-羟基-β,Y-不饱和羧酸缩合得到神经酰胺,最后与葡萄糖生成β-糖苷键后,脱保护得到脑苷脂Chrysogeside B。在实现了脑苷脂Chrysogeside B全合成的同时,还合成了含α-糖苷键的Chrysogesides B的非对映异构体化合物5和与之相对应的神经酰胺6。随后,通过药敏纸片法进行了脑苷脂Chrysogesides B及其类似物对产气肠杆菌、大肠杆菌、水稻白叶枯病菌、小麦赤霉病菌、香蕉炭疽病菌、柑橘青霉病菌的抗菌活性测定实验,并通过MTT法进行了对海拉细胞的细胞毒性实验。实验结果表明,天然化合物Chrysogeside B中的β-糖苷键构型改变为α-糖苷键构型,有利于其抗菌活性的提高;自由羟基的存在对Chrysogeside B及其类似物的抗菌活性具有重要作用。其中对产气肠杆菌、大肠杆菌的抗菌活性测定实验和对海拉细胞的细胞毒性实验的结果还表明,去掉糖基转化为与之相对应的神经酰胺也利于其抗菌活性的提高。基于(S)-甘油醛缩丙酮和Garner醛的结构相似性,推测(S)-甘油醛缩丙酮也应有手性诱导活性,从而设计以(S)-甘油醛缩丙酮为手性诱导源,建立有效合成α-经基-β,γ-不饱和羧酸的新方法。通过一系列实验研究,确定以L-抗坏血酸为原料,自制(S)-甘油醛缩丙酮(91%ee)为手性诱导源,ClTi(i-OPr)3作为唯一的配位剂,n-BuLi为缚酸剂,实现了合成光学异构体过量的(R)-醇,收率80%-83%。然后通过3,5-二硝基苯甲酰氯对合成的醇衍生化得到粗产物,并用正己烷/乙酸乙酯(14/1,v/v)重结晶,接着产物在室温下的无水碳酸钾的甲醇溶液中水解,得到dr值达到99:1以上的(R)-醇产物。接着以2.5倍量的Red-A1还原(R)-醇的炔键、苯甲酰基对羟基保护、采用Amberlyst 15脱去异丙亚基以及两步氧化得到α-经基-β,γ-不饱和羧酸。同时,建立了利用NMR氢谱上相同碳的不同位移和积分分析中间体(R)-醇和烯醇产物的非对映性dr值。在随后的苯甲酰基保护、脱异丙亚基和两步氧化中没有纯化步骤,反应后处理只经过简单的减压浓缩,最终得到6个目标α-轻基-β,γ-不饱和羧酸1a-1f,ee值99%、总收率58%。