脯氨酸及其衍生物在不对称催化反应方面已经取得了卓越的成效和广泛的发展,但是溶解度差、催化剂用量大、底物范围有限以及分离、回收利用困难等不足也始终存在。为了改进这些缺点,脯氨酸及其衍生物的固载化技术能较好的降低催化剂制备成本,改善催化模式或以多功能催化方式进而提高催化效率,同时增加回收利用率,更符合绿色化学的理念。本论文结合当前不对称催化领域和绿色化学的新思想、新方法,围绕固载型催化剂的设计、合成和应用展开研究。设计、合成了以有序介孔碳纳米笼型材料或离子液体为支载物的手性催化剂;并将其应用于不同的不对称有机反应中取得了较好的研究结果,研究内容主要分为以下几个方面:(1)以(2S,4R)-4-羟基脯氨酸和自制纳米笼型介孔碳为原料,通过自由基取代反应成功地将脯氨酸或脯氨醇衍生物共价支载于介孔碳CKT-3的表面,得到了新型的可回收利用的介孔碳支载的有机催化剂A1、A2。对其结构进行了表征,并将其应用于催化环己酮和取代苯甲醛的直接不对称Aldol反应中。研究结果显示,该类催化剂对芳香醛底物表现出中等的催化活性(收率为72%)和中等的对映选择性(anti/syn达到73/27,ee值达到76%),对其后期利用仍需要进行深入研究。(2)设计、合成了一种新型的离子液体支载L-脯氨酸单元的手性有机小分子催化剂B1,该催化剂可用于催化环己酮和硝基苯乙烯类化合物之间的不对称Michael加成反应。通过筛选得到的优化反应条件是:将硝基苯乙烯(1.0 mmol)、环己酮(2.0 mmol)、催化剂 B1(0.1 mmol)、三乙胺(0.15 mmol)和甲醇(2 mL)混合后室温搅拌下反应。对反应底物范围进行了扩展,所试底物均可以获得较好的收率(78%～98%)和高的非对映选择性(dr值达到97/3),其中主要产物顺式异构体的对映选择性可达(ee值)可达到96%。值得注意的是这种手性催化剂经5次回收利用也不会降低收率和对映选择性。(3)利用L-脯氨酸/吡啶催化体系,通过微波辐射下的Knoevenagel-Doebner反应催化合成了 12种肉桂酸衍生物。同时,采用Swern氧化法简便合成了(2R)-N-Boc-4-氧代吡咯啶-2-甲酸甲酯,并以其作为手性酮催化剂,利用Oxone为辅助氧化剂,通过以催化肉桂酸的不对称环氧化反应为模版,探索了天然产物丹参素的简便合成方法。遗憾的是反应的收率和对映选择性均不如在过渡金属催化剂催化下的Sharpless不对称环氧化,未能实现手性有机小分子催化下制备手性药物丹参素目的。对手性酮催化剂的制备还有待于进一步研究。(4)以自制的介孔碳材料CKT-3为载体,通过负载金属钯制备得到了催化剂Pd-CKT,将其成功应用于卤代芳烃类化合物和丙烯之间的Heck偶联反应,一步合成了目标化合物1-苯基丙烯衍生物。在优化的反应条件(底物10mmol、催化剂用量为底物的0.3%mmol、反应温度110℃)下,进行了底物的适应性扩展实验,取得了较好的结果(目标产物收率为65%～87%)。通过比较,制备的催化剂Pd-CKT无论是催化剂用量,底物适应范围、反应混合物的后处理,还是反应条件方面均好于常规的醋酸钯催化体系。因此该催化剂具有较好的应用前景。