不对称催化反应之所以能取得成功的一个重要因素就是手性配体的结构,同时,根据反应的特征进行新型配体的设计与合成仍是不对称催化反应的重中之重。中心手性、轴手性、面手性和螺手性是构建手性配体的基本手性因素。其中面手性[2.2]环仿类化合物是平面手性配体的一个典型代表,自上世纪九十年代末,这类化合物作为一类崭新的手性配体应用到不对称催化的研究就逐渐增多,面手性在现代金属有机化学均相催化中扮演着越来越重要的角色。[2.2]环仿是两个平行且发生了扭曲变形的苯环通过两个亚乙基连接的三维刚性芳香分子。由于其结构特殊也常用于研究跨环立体效应和电子效应的良好探针。近年来,[2.2]环仿常用于构建人工光合作用的体系,作为一种特殊的共价型连接基,与许多其他连接基团如(乙炔基、苯基等)有着不同的性质和特殊的作用。此外,以其作为取代基,或者基本骨架的配体,也常用于不对称催化反应,并取得了很好的催化效果。基于以上原因,我们一直以来对于[2.2]环仿化学的研究兴趣从未减弱,我们设计并合成了一系列基于面手性[2.2]环仿的螺手性化合物,并尝试将其应用于手性催化。另外还研究了具有两个面手性[2.2]环仿取代基的亚胺或胺关环后形成咪唑、咪唑啉盐等大环化合物,以及与铜,银等金属离子配位的大环化合物的金属配合物,并尝试用于不对称催化反应。本论文的内容主要有以下几个方面：第一部分,基于面手性[2.2]环仿及其衍生物的合成。首先,通过霍夫曼消除合成了[2.2]环仿,再通过溴代转位合成4,12-二溴[2.2]环仿。在我们合成的目标化合物中,4-氨基-12-溴[2.2]环仿和4,12-二氨基[2.2]环仿是重要的结构单元,也是合成目标化合物的重要中间体。对于这两个化合物的合成及拆分我们采用了本实验室所发现的方法。4-氨基-12-溴-[2.2]环仿的一个重要特点是空间结构可以较容易地加以修饰。在室温条件下,以四氢呋哺为溶剂,4,12-二氨基[2.2]环仿以及由不同醚链连接的的氨基[2.2]环仿衍生物和乙二醛水溶液反应,可得到相应的合环的亚胺。第二部分,面手性[2.2]环仿的螺手性大环亚胺衍生物的合成与修饰。首先,用硼烷将面手性[2.2]环仿的螺手性大环亚胺还原为四胺,再通过甲酰化、乙酰化将氮上的氢取代,最后再利用四氢铝锂或者硼烷将酰基还原为烷基。此外,还可以用硫酸二甲酯把四胺甲基化直接生成甲基取代的四胺。第三部分,咪唑啉盐及其金属配合物的合成。将面手性[2.2]环仿的螺手性大环四胺用原甲酸三乙酯,氟硼酸铵等进行关环反应,就会生成双咪唑啉的环状化合物,再与银或铜的氧化物或者三氟甲磺酸银等盐反应；还可以先用溴化锂、四丁基溴化铵等进行阴离子交换后,再与氧化银或氧化铜反应,最后得到金属配合物。