柱芳烃的手性衍生化及其在超分子催化中的应用

本课题旨在设计以柱芳烃为平台，结合联萘骨架的新型手性超分子催化体系。拟通过对模板反应的催化效率、选择性等问题进行研究，发展新型手性凹面氮杂卡宾和含磷催化剂。主要研究内容包括：（1）将联萘连接到柱芳烃的上沿，以获得新型的柱芳烃凹面空腔；（2）将NHCs 和含磷亲核中心与手性联萘酚嫁接，再与Pd、Pt、Ru等金属配位，在限定的凹面空腔里发生选择性反应；（3）通过调控柱芳烃平台上手性官能团的数目、位置和柱穴的大小，与相应去除柱穴的模型催化剂的催化性能对比，探索不对称催化的反应机理。

在本基金项目支持下，本课题组在超分子化学领域, 特别是主客体化学以及离子识别方面取得了以下主要成果：1) 构筑单脲基修饰柱[5]芳烃主体分子并研究了该主体分子在溶液和晶体中的组装行为。研究中发现，在氯仿溶液中，与脲基相连的烷基可以进入柱[5]空腔形成[1]准轮烷，脲基对于离子的识别能力因此降低。在晶体中则形成雏菊链状二聚体，脲基表现出氧对氧的非正常组装模式。2) 对于二方酰胺修饰的杯芳烃主体分子与各种阴离子的识别模式进行了系统研究。研究中发现, 受体分子在离子识别时，表现出氢键识别和酸碱识别两种不同的模式。3) 设计合成并进一步研究方酰胺修饰的三脚架类化合物对于各类阴离子的识别作用。发现方酰胺类三脚架型化合物在溶液中与SO42-作用的络合比为1:1，而在晶体中则表现中2:2 的结合模式，形成类分子胶囊结构。4) 设计合成第三个臂接枝有STTF和磷氧骨架的三类新型穴醚，研究了此类穴醚与客体的结合模式以及组装的动态可控性。5) 对于铜盐催化的非苯稠合唑类的交叉脱氢偶联反应以及芳构化反应进行了研究，希望为超分子催化体系中金属的筛选提供依据。.本项目在主客体化学和离子识别方面取得了一系列的研究成果，这将为构建新型基于柱[5]芳烃和杯芳烃的超分子催化体系奠定良好的基础。.项目执行期间共发表论文10篇，其中作为通讯作者发表论文7篇, 包括：Chem. Commun.（4）；Org. Lett.（1）；Asian J. Org. Chem.（1）；Tetrahedron Lett.（1）。合作培养博士研究生2人，硕士研究生2人。