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过渡金属催化的不对称氢化反应是将潜手性化合物,如烯烃,酮或亚胺等转变为相应的手性化合物。由于具有直接高效、绿色环保及高原子经济性等优点,不对称氢化反应一直受到人们的青睐,并被广泛地应用于工业生产中。近些年来,受酶催化的启发,科学家们发展了一些基于非共价键相互作用的催化剂通过协同活化底物,可以显著地提高反应活性和改善产物的立体选择性,这在有机合成上具有极为重要的意义。因此,若将非共价键相互作用很好地应用到不对称氢化反应当中,不仅可以通过降低动力学能垒来加快反应速率,还能通过阻碍过渡态的自由度来改善产物的立体选择性。本文主要依据这一理论,阐述了非共价键相互作用在铭/Wudaphos催化的1,1-二取代的乙烯基膦/磺酸及铭/Zhaophos催化的苯并[4][1,-二噁烯-2-羧酸酯及衍生物的不对称氢化中的应用。具体研究内容如下:(1)基于非共价键离子对相互作用,我们在[Rh(NBD)2]BF4/SPO-Wudaphos催化的不饱和羧酸的不对称氢化基础上,首次发现该催化体系对不饱和膦酸的不对称氢化反应也展现出优异的反应活性,对映选择性以及很好的底物适用范围(14个例子,产率高达98%,ee值高达98%,TON达到2,000)。此外,本文还进行了一系列的控制实验表明了非共价离子键相互作用对该类反应的反应活性及对映选择性起着重要作用。(2)利用CF3SO3H的原位酸化,本文首次将[Rh(NBD)2]BF4/Wudaphos催化体系应用到α-芳乙烯基磺酸钠盐的不对称氢化中。芳环上带有多种不同取代基的芳乙烯基磺酸钠盐在该催化体系下都展现出了高的反应活性和对映选择性(转化率>99%,ee值高达96%)。而且该反应在克级规模上也表现很好,并以>99%的转化率和92%的ee值得到目标产物。最后,控制性实验表明了非共价离子键相互作用对该类反应的反应活性及对映选择性起到重要作用。(3)基于氢键相互作用模式,本文成功地将双膦-硫脲配体(Zhaophos和N-Me-Zhaophos)应用到Rh催化的苯并[b][1,4]-二恶烯-2-羧酸酯/酰胺的不对称催化氢化反应中。实验结果表明,Rh-Zhaophos/N-Me-Zhaophos催化剂对该类底物的不对称氢化反应展现出了非常高的反应活性和对映选择性(99%产率,>99%ee,TON高达24000)。同时,氢化产物经过几步简单的操作可以高效地用于制备一些具有生物活性分子,比如:抗肾上腺药物(R)-Doxazosin,抗抑郁药MKC-242和WB4101,以及 5-HT1A 受体抗体 BSF-190555。