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手性是自然界的普遍现象,也是生命物质区别于非生命物质的重要标志。手性化合物在医药、农药、材料科学、生物和生命科学等众多方面具有重要作用。不对称合成是获得光学活性化合物(手性化合物)的有效方法。其中利用催化量的手性源实现不对称反应的手性催化循环,诱导合成出具有高光学活性的手性产物的不对称催化的方法显示出勃勃的生机和活力,并已有相当的工业化实例,许多优良的手性催化剂被人们誉为“化学酶”。不对称催化作为不对称合成的重要手段之一,在有机合成中日益显示出其重要的作用。 其中,不对称催化硼氢化反应是应用广泛且具有工业价值的反应。它可被利用来从一些非常简单的起始原料去制备一些重要的手性中间体,也能够在一些复杂天然产物的不对称合成中来创造最初的手性中心。 在该反应中氨基醇类配体原位与硼烷配位形成的手性噁唑硼烷是该反应的良好催化剂,其中Corey等发明的由脯氨酸出发制备的稠环手性催化剂性能优异,已经在Merck公司生产碳酸酚酶抑制剂MK-0471中得到成功应用。尽管此后开发出大量的新型氨基酸配体,但性能优良的氨基醇类配体还极为少见。另外,氨基酸类配体在不对称催化还原反应中也有优良的性能,但对其作用机制还不够清楚。 于是本文研究了该类催化剂的合成与不对称催化机制,讨论了手性噁唑硼烷酮催化剂的催化机理和Corey等人提出的针对单中心催化剂的不对称硼烷还原反应催化机理。手性噁唑硼烷酮催化剂具有扭曲的椅式构型,氧-硼原子间存在部分π键。硼烷与噁唑硼烷的氮原子相互作用生成噁唑硼烷-硼烷络合物;反应过程中放热,使体系更加稳定,同时削弱了硼烷中硼-氢键的强度。 本论文主要合成了手性噁唑硼烷酮催化剂,它对1-3偶极环加成和不对称Aldol反应具有良好的催化效果。重点分析了它对苯乙烯和N,α-二苯基硝酮的不对称1,3偶极反应的催化,对各种影响反应结果的因素进行了讨论,并对其不对称诱导机理进行了探讨。