1997年,Catellani教授开发了一种钯和降冰片烯协同催化体系,实现了芳基卤化物邻位和原位的双官能团化。在二十多年的时间中,该反应取得了许多里程碑式的进展,成为了一种广泛使用的合成多取代芳烃的策略。在传统的Catellani反应中,反应底物通常是芳基卤化物,由不稳定的零价钯启动反应。然而,最近几年的研究表明:Catellani反应也可以通过二价钯催化剂启动,从底物类型上可以分为吲哚和吡咯化合物、含导向基团的芳香化合物以及芳基硼化物。本论文第一部分工作围绕芳基硼化物参与的Catellani反应展开研究,取得了以下研究成果:成功地实现了芳基硼酸酯的邻位烷基化/原位炔基化反应。该反应具有原料廉价易得、无需额外添加膦配体、空气作为氧化剂、操作简单、室温即可反应、底物适用范围广泛、官能团兼容性好等优点。茄酮是一种重要的工业香料,卷烟工业对茄酮以及其相关香味物质的需求很大。但茄酮在烟叶中的含量极低,因此迫切需要发展高效的化学合成的工艺。目前为止,国内外已经报道过十多种合成茄酮的路线,但这些合成方法存在以下不足之处:(1)合成路线冗长、效率低、经济性差;(2)敏感的金属试剂的使用,操作难度大,生产安全难以保证;(3)主要针对茄酮消旋体的合成,少有不对称合成路线。本论文第二部分工作围绕茄酮及其三个异构体的高效全合成展开研究,取得了以下研究成果:利用有机小分子催化的不对称Michael加成反应和Horner-Wadsworth-Emmons反应作为关键步骤,反应仅通过两步转化,高效地完成了光学纯的茄酮(5S,6E)-solanone及其对映体茄酮(5R,6E)-solanone的克级制备;利用有机小分子催化的不对称Michael加成反应、Wittig反应和Suzuki偶联反应作为关键步骤,反应仅通过三步转化,高效地完成了光学纯的茄酮(5S,6Z)-solanone及其对映体茄酮(5R,6Z)-solanone的制备。四种立体异构体的总产率分别为41%、40%、37%和35%,ee值分别为88%、90%、91%和94%。本路线具有步骤短、原料廉价易得、所用试剂安全、操作简便等系列优点,实现了茄酮及其三个异构体的高效不对称合成,对深入挖掘这类香料的价值,开发绿色产业化技术具有重要意义。