新型双官能团手性相转移催化剂的设计、合成及在催化不对称反应中的应用

双官能基团金属催化剂及有机小分子催化剂的设计和合成是目前有机化学的研究热点之一,然而对于双官基能团手性相转移催化的研究报道并不多见. 基于手性相转移催化与有机小分子催化活化模式的前期研究基础,设计合成基于强氢键参与的双官能基团季铵盐相转移催化剂和亚胺正离子参与的双官能基团相转移催化剂；研究双官能基团相转移催化剂在催化不对称反应的应用,通过改变这些催化剂中氢键的强弱及取代基位阻的大小，系统研究这些因素对催化不对称反应活性及选择性的影响。通过调变催化剂的结构，改变底物类型，优化反应条件，建立催化反应模型, 实现高反应活性及对映选择性，并将其进一步拓展应用于生物活性分子的构建中。本项目实施不仅有可能实现催化剂设计的概念突破，而且可能扩展双官能基团催化剂的应用领域，为手性相转移催化剂在工业中的应用奠定基础。

在执行基金期间，双功能的相转移催化剂已有人报道，为了作出原创性的工作，将项目转为微纳米乳球中的手性催化，此领域属于物理化学和有机化学中的交叉学科。通过组合物理化学中乳液催化的概念和有机化学中的手性催化相结合，开展了在微纳米乳球中的手性催化反应的研究，设计了一系列新型结构的双亲性手性催化剂，利用乳液催化的概念，解决了传统有机化学中水溶性底物和油溶性底物低反应活性和低选择性的难题，首次完成了高活性高对映选择性的aldol- lactonization - isomerization串联反应，实现一步法合成手性Isotetronic acids，并利用荧光成像技术发现催化剂主要分布在乳滴的表面。通过调变乳液的微纳米环境，脂肪醛和芳香醛的交叉Aldol反应可取得高的反应活性和对映选择性，反应后催化剂得以有效的循环。长链酮对醛的Aldol反应也取得了目前文献报道的最佳结果。在环己酮对醛的Aldol反应中，通过对添加剂进行调变，得到了顺式的Aldol反应产物。目前，我们正将乳液手性催化这一概念拓展到其它的反应体系。我们相信乳液催化将会发展为解决液液两相手性催化有机反应重要手段。