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自2000年氨基催化开始复兴以来,有机化学家发展了一系列高效不对称转化反应,但是从反应类型和反应底物的角度来看,氨基催化依然存在一定的局限性。基于上述研究背景,本论文的主要研究工作围绕“发展新型氨基催化剂,利用氨基-过渡金属协同催化的策略,实现挑战性底物的活化与转化”这一思路展开。 (1)通过手性伯胺-叔胺催化剂与非手性钯催化剂结合,实现了开链β-羰基酮类化合物与烯丙醇的不对称烯丙基化反应。该反应以烯丙醇为底物,实现了高原子经济性的不对称烯丙基化反应,以高达99%的产率和98%的ee值获得了一系列含全碳季碳中心的手性产物。通过手性伯胺-叔胺催化剂与β-羰基酮类化合物形成的Z-烯胺中间体,解决了非环状1,3-二羰基化合物的手性控制问题,同时,手性伯胺催化剂与钯催化剂能够兼容也是该反应成功的关键。 (2)基于上一工作的基础,以联烯为烯丙基底物实现了β-羰基酮类化合物的100%原子经济性不对称烯丙基化反应。在简单的改变非手性钯催化剂的膦配体后,首次实现了简单联烯对β-羰基酮类化合物的链状选择性不对称烯丙基化反应,获得了高达81%产率和94%ee值的目标产物。此外,以1,1-二取代和烷基取代联烯为底物,我们拓展了β-羰基酮类底物的不对称烯丙基化反应的底物适用范围。 (3)为了进一步发展手性伯胺-过渡金属协同催化的新型不对称转化反应,我们详细研究了上述反应中的催化剂构效关系。通过选择合适的双层Sterimol位阻参数,建立了有效的手性伯胺-叔胺催化剂位阻与反应立体选择性之间的线性自由能相关方程。该方程有效的指导了上述反应中最优催化剂的设计合成,还成功得到其实验结果的验证。