氰醇,由于其多官能团结构,是一类具有广泛应用价值的有机合成中间体,手性氰醇更是不对称合成中的重要手性源。羰基化合物经硅氰化反应得到氰醇硅醚化合物是合成氰醇最行之有效的方法之一。本文致力于开发高效的催化剂体系,从催化活性、对映选择性以及催化机理等方面对催化反应进行系统研究,主要内容包括：基于双功能协同催化的概念,设计合成了一系列非对称双功能Salen配体,其中苯环上3位通过一个亚甲基引入Lewis碱基团,该类配体与Ti(Oi-Pr)4原位生成的络合物成功用于醛与TMSCN的不对称硅氰化反应。较系统地考察了这类配体中不同Lewis碱对反应的影响,发现Lewis碱基团为二乙基胺基(Et2N)时,其配合物在无任何外加添加剂的情况下,对苯甲醛的硅氰化反应表现了优良的催化活性和较好的不对称诱导能力,催化剂用量可低至0.05 mo1%,反应10 min即可完成,转化频率(TOF)高达12000h-1,产物ee值为77%。进一步降低催化剂用量,苯甲醛/催化剂为50000：1,催化剂仍然有较好的活性。通过条件实验确定了最佳反应条件,并成功将该催化剂体系用于芳香醛、脂肪醛以及α,β-不饱和醛。通过一些对比和控制实验的数据分析,提出了催化醛的硅氰化反应的较为合理的催化机理,并经过双组份催化剂体系催化结果的对比,再次证实了其分子内协同催化的作用,即中心金属Ti(Ⅳ)作为Lewis酸活化亲电试剂羰基化合物,而二乙基氨基则作为Lewis碱活化亲核试剂TMSCN,被活化的两种底物在双功能催化剂分子内发生亲核进攻生成产物。首次成功将季铵碱类化合物用于醛的硅氰化反应,发现了一类高效、可操作性强的有机小分子催化剂,从而避免了使用金属催化剂带来的无水无氧的苛刻条件、催化剂成本高以及环境污染等缺点。在无溶剂的条件下,醛与TMSCN的比例为1：1,非手性季铵碱类化合物可以高效的催化该反应,定量地得到外消旋的氰醇硅醚化合物,TOF值最高达3000000 h-1,这是迄今为止报道的最高的活性。将苯甲醛的量扩大至53 g时,催化剂用量为1：500000,反应仍然可以定量的得到产物。该类催化剂适用于芳香醛、脂肪醛、杂环醛和位阻醛。该催化剂具有廉价易得、反应条件温和、催化剂用量低、反应时间短以及底物适用范围广等特点,证明了该类催化剂具有较强的实用性,为其工业化应用提供了研究基础。尝试使用辛可宁衍生的手性季铵碱化合物催化醛的不对称硅氰化反应,结果只是高活性地得到了外消旋的氰醇硅醚产物,季铵碱用量为1：100000,反应15 min,收率为97%,表明该化合物中阳离子的手性结构并没有影响亲核试剂的进攻。通过NMR、IR等实验和一些对比实验数据,提出了可能的催化机理,认为反应过程中氢氧根负离子与底物TMSCN发生作用生成反应性更强的五配位的硅化合物,而季铵碱阳离子部分只是作为反离子与负离子以紧密离子对的形式存在,并不参与亲核试剂的进攻过程。