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亚甲胺叶立德是构建含氮杂环化合物的重要中间体,近十多年来,它已经被广泛应用于催化不对称的1,3-偶极环加成反应中,合成了各种多取代的手性四氢吡咯烷。我们课题组也对亚甲胺叶立德参与的催化不对称1,3-偶极环加成反应做了深入的研究。为了推广亚甲胺叶立德作为中间体在更多种类的含氮杂环化合物合成中的应用,我们开发了几种高效的有机金属催化剂并将其运用于以下几个方面的研究：1.首次通过铜催化的亚甲胺叶立德与(习或(Z)-4,4,4-三氟丁烯酸酯的不对称1,3-偶极环加成反应,成功地获得了优秀的非对映、对映选择性(96:4->98:2dr,88-99%ee)的endo或exo构型的含三氟甲基的四氢吡咯烷。由(Z)-4,4,4-三氟丁烯酸酯反应获得环加成产物在碱性条件下4-位发生差向异构化形成热力学稳定的异构体。另外,我们进一步研究了exo选择性的不对称1,3-偶极环加成反应,构建了一系列新型的exo构型的螺四氢吡咯烷类化合物。2.以含氟官能团活化的亚胺为亲偶极子,实现了Cu(Ⅰ)/(S,Rp)-PPFOMe催化的亚甲胺叶立德参与1,3-偶极环加成反应,成功地合成了各种手性含氟四氢咪唑烷,该反应具有底物适用范围广、反应活性高和立体选择性好(10:1->20:1dr,89-98%ee)等特点。初步的机理研究表明该环加成反应可能经过曼尼希-环化过程。3.首次实现了以2-取代环庚三烯为亲偶极子,CuBF4/TF-BiphamPhos催化的亚甲胺叶立德参与的不对称1,3-偶极[3+6]环加成反应,合成了各种含哌啶结构单元的中型氮杂桥环化合物,获得了高达88%的收率和很好的区域选择性(>20:1rr)及立体选择性(>20:1dr, up to98%ee)。另外,在该反应体系下,通过对2-羧酸酯取代的环庚三烯的考察研究,我们发现环庚三烯取代基的吸电子能力决定其环加成反应类型。因此,我们提出了该环加成反应可能的迈克尔-环化分步反应机理。