随着化学生物学的发展,有机小分子成为研究生命活动的重要工具之一,它既可以作为理解“蛋白-配体”相互作用的化学探针,又可以作为调节“蛋白-蛋白”相互作用的纽带。螺环氧化吲哚骨架广泛存在于一大类天然生物碱家族当中,是成百上千的天然产物共有的优势骨架,具有较好的药用效果或潜在的成药特性,可以作为探索生命现象的有力工具。因此,螺环氧化吲哚骨架及其衍生物的合成、生物学与药学评价成为近年来有机化学家、药物化学家和生物学家共同关注的研究热点。本论文即以螺环氧化吲哚为研究对象,着重研究了生物活性导向的螺环氧化吲哚骨架的多样性对映选择性合成方法,构建了一批高光学活性的新型螺环氧化吲哚衍生物实体,以期为药物发现和化学生物学研究提供有用的工具。论文分为六章。第一章是对螺环氧化吲味骨架化学结构和生物活性的简要介绍及其不对称合成方法研究进展的综述。第二章至第五章是本文主体部分,详细描述了作者在螺环氧化吲哚骨架的多样性不对称合成方面的研究内容。在第二章,我们发展了首例,也是截至目前唯一的有机催化的对映选择性恶唑酮与3-亚甲基吲哚啉酮的1,3-偶极环加成反应。该反应条件温和,操作简便,能以高的产率、非对映选择性和优秀的对映选择性获得一系列具有潜在生物活性的3,3’-二氢吡咯螺环氧化吲哚衍生物。在第三章,我们首次合成三轴手性的联萘骨架衍生的双磷酸催化剂,并成功将其应用于3-亚甲基吲哚啉酮与N,N,-环甲亚胺亚胺的高对映选择性1,3-偶极环加成反应中。该反应首次高效合成了一系列高光学活性的吡唑烷螺环氧化吲哚衍生物,为新药研发提供了新的化学实体。第四章,我们发展了 Michael-Alkylation串联反应和Michael-Michael串联反应策略,以高的选择性合成了一系列具有多个相邻手性中心的环戊烷双螺环氧化吲哚。第五章,我们发展了一个高效“有机-金属协同催化”的策略用于合成光学活性的3-环戊烯螺环氧化吲哚衍生物。通过理性整合现代有机催化与过渡金属催化的方法,我们以明显高于传统方法的效率和立体控制,以高的产率、非对映选择性和优秀的对映选择性合成了手性环戊烯螺环氧化吲哚。第六章是对本论文工作的总结及对相关研究的进一步展望。