螺吲哚酮吡咯烷类化合物因其具有广泛的生物活性,其高效的合成方法是有机化学和药物化学的重要研究课题。亚甲胺叶立德作为合成五元含氮杂环的重要中间体之一,具有独特的高效性并显示出广泛的用途。本论文以亚甲胺叶立德为关键合成子进行了多组分反应的设计和合成含氮杂环化合物的研究。以多种类型的亚甲胺叶立德为反应中间体,通过多组分[3+2]环加成反应,合成了多个系列的螺吲哚酮吡咯烷类化合物,研究了底物结构、取代基的电子和立体效应以及催化剂等在上述多组分反应中的影响规律,调控多组分反应的选择性和增加反应产物的多样性,研究了控制反应区域选择性和立体化学构型的影响规律,此外,还对它们的生物活性进行了初步的评价。本论文研究内容主要包括以下五个部分:1.开发了一种以甘氨酸乙酯盐酸盐与丁炔二酸二甲酯在碱催化下生成一种新型的活泼1,3-偶极亚甲胺叶立德的实用方法。原位生成的1,3-偶极亚甲胺叶立德与典型的亲偶极体,如2-亚芳基-1,3-茚满二酮、1-Boc-3-亚芳基吲哚-2-酮以及3-苯甲酰亚甲基吲哚酮通过1,3-偶极环加成串联反应,方便地获得了功能性的螺[茚-2,3’-吡咯烷]和螺[二氢吲哚-3,3’-吡咯烷]衍生物,产率较高,且具有高非对映选择性。该反应不仅为1,3-偶极亚甲胺叶立德的合成开辟了新的途径,而且为各种螺环化合物的合成提供了有效的方案。该反应在合成化学和药物化学中其有潜在的应用前景。此外,通过对反应生成的螺吲哚酮吡咯烷类化合物的生物活性检测,发现了八个对HepG2细胞具有一定细胞毒性的化合物和一个对CT26细胞具有一定细胞毐性的化合物。2.提出了一种四氢异喹啉与靛红衍生物形成的亚甲胺叶立德和3-亚烷基吲哚酮通过1,3-偶极环加成合成复杂双螺环化合物的有效策略。该三组分反应以很高的区域选择性和立体选择性获得了预期的双螺环吲哚酮吡咯烷类化合物。本合成方案反应条件温和,原料易得,产物易于纯化,是合成和医药化学中合成复杂螺杂环化合物的一种有效且有吸引力的方法。此外,通过对反应产物螺吲哚酮吡咯烷类化合物的生物活性检测,发现了三个对HepG2细胞有·定细胞毒性的化合物。3.提出了一种以四氢异喹啉与苯甲醛原位生成的亚甲胺叶立德和3-亚烷基吲哚酮通过1,3-偶极环加成合成复杂螺环化合物的有效策略。以很高的区域选择性和立体选择性获得了预期的含有多个手性碳的螺环产物。此外,通过对螺吲哚酮吡咯烷类产物抑制CT26细胞和HepG2细胞的活性检测,发现了两个分别对CT26细胞和HepG2细胞IC50值为50μg·mL-1的化合物。4.提出了一种以四氢吡咯与苯甲醛原位生成的亚甲胺叶立德和3-亚烷基吲哚酮或2-亚芳基-1,3-茚满二酮通过1,3-偶极环加成合成复杂螺环化合物的有效策略。由于该类亚甲胺叶立德具有特殊的[1,3]-氢迁移现象,与过量的苯甲醛可以形成特殊的具有亚苄基取代的亚甲胺叶立德。该反应得到了螺[二氢吲哚-3,2’-吡咯利嗪]-2-酮衍生物,并以中等产率和高区域选择性获得了新结构类型的(E)-7’-亚苄基-螺[二氢吲哚-3,2’-吡咯利嗪]-2-酮衍生物和(E)-7’-亚苄基-螺[茚-2,1’-吡咯利嗪]-1,3-二酮衍生物。通过对产物中螺吲哚酮吡咯烷类化合物的活性检测,发现了一个对CT26有一定细胞毒性的化合物。5.以肌氨酸和多聚甲醛生成的亚甲胺叶立德与3-亚烷基吲哚酮的1,3-偶极环加成反应,有效的合成了 1’-甲基-螺[二氢吲哚-3,3’-吡咯烷]-2-酮衍生物。该反应具有良好的底物适用性,以令人满意的产率、高区域选择性和立体选择性获得了功能性的螺吲哚酮吡咯烷化合物。本合成方案具有原料易得、反应条件简单、反应时间短、产物易于纯化等优点,是合成螺杂环的一种具有吸引力且高效的方法。此外,通过对这些螺吲哚酮吡咯烷类化合物的抗肿瘤、抗菌以及乙酰胆碱酯酶抑制活性的检测,发现了五个对HepG2细胞具有一定细胞毒性的化合物及两个对乙酰胆碱酯酶有抑制作用的化合物。本论文根据亚甲胺叶立德丰富的化学反应性质,使用结构简单和价格便宜的反应原料,方便快捷的合成了结构各异的螺吲哚酮吡咯烷类杂环化合物,达到了绿色化学合成的目的;对合成的具有跟活性天然产物结构片段相似的螺吲哚酮吡咯烷类化合物抗肿瘤等活性进行了初步评价,发现了具有一定活性的新化合物。因此本论文研究将为药物合成提供新技术,合成的具有一定活性的新化合物将为新药研究提供物质基础和理论依据,具有重要的科学意义和应用价值。