天然产物是发现新药的重要来源，但由于具有重要生理活性的天然产物分子往往是具有复杂结构的手性化合物，实现其高效可规模化不对称全合成一直是合成化学家面临的挑战。单萜吲哚类生物碱是一类具有重要生理活性的天然产物，因其具有复杂多样的结构和显著的生理活性而引起合成化学家们的广泛关注。(-)-Goniomitine是1987年从马达加斯加植物Gonioma malagasy中分离得到的一种白坚木属单萜吲哚类生物碱，具有很好的抗肿瘤活性。虽然其结构不是极其复杂，但不对称构建其具有两个连续手性中心，其中一个为全碳季碳手性中心的四环骨架结构仍然存在巨大的挑战。文献已报道的合成策略主要采用手性试剂（贾彦兴，Org. Lett.2014, 16, 3416）或手性辅助试剂(祖连锁，Angew. Chem. Int. Ed.2017, 56, 2754)来实现。2016年，Stoltz等才采用钯催化烯丙基烷基化反应构建手性季碳中心的策略首次实现了(-)-Goniomitine的不对称催化全合成（Angew. Chem. Int. Ed.2016, 55, 13529）。最近，南开大学谢建华课题组发展了基于铱催化具有环外双键环状烯酮酸酯的不对称氢化为关键步骤完成了(-)-Goniomitine的克级规模不对称全合成。
      该课题组一直致力于用高效不对称催化氢化反应为关键步骤来实现复杂天然产物分子的高效不对称全合成研究。在(-)-Goniomitine的不对称全合成研究中，他们在其手性骨架结构的启发下，设计了经消旋5-芳亚苄基-2-乙氧羰基环戊酮的不对称催化氢化来控制分子的手性构型，酯基-位烷基化构建手性季碳中心，Johnson-Claisen重排反应构建吲哚乙醇侧链及环戊烯结构，以及采用与祝介平等发展的氧化/还原/环化（iORC，integrated oxidation/reduction/cyclization）类似的一锅构建四环骨架结构（Angew. Chem., Int. Ed.2013, 52, 3272;J. Am. Chem. Soc.2014, 136, 15102）的策略完成了(-)-Goniomitine的高效不对称全合成。在氢化反应研究中，他们发现手性螺环铱催化剂Ir-SpiroPAP（(S)-10b）给出很好的催化活性和对映选择性。在催化剂用量为0.01 mol%，能克级规模得到相应的手性醇6a。烷基化反应构筑手性季碳中心也可克级规模进行，且能以80%的收率得到中间体7a。接着，他们巧妙地利用Johnson-Claisen重排反应引入吲哚乙醇侧链的同时得到后续经氧化开环/环化一锅构建四环骨架结构所需环戊烯结构的合成。随后，经多步常规转化以及钯催化引入胺基等反应步骤完成关键中间体9的不对称合成，并经分子内一锅氧化开环/脱胺基和羟基保护/环化的串联反应完成(-)-Goniomitine的不对称全合成。整个合成路线简洁、高效，每步均可克级规模进行，最终以11步27%的总收率克级规模地完成(-)-Goniomitine的不对称全合成。基于这一策略，他们还完成了具有五环骨架结构的白坚木生物碱(+)-1,2-dehydroaspidospermidine (2), (+)-aspidospermidine (3) and (+)-vincadifformine (4)的形式不对称全合成。

相关研究成果发表在Angew. Chem. Int. Ed.上，文章第一作者为博士生宾怀玉（DOI: 10.1002/ange.201812822）。