近些年来,作为一类被广泛应用于不对称催化反应中的新型催化剂,有机小分子催化剂迅速发展起来。基于绿色化学的理念,本文开拓贵重有机小分子催化剂的回收及重复使用技术,提高有机小分子催化剂的催化效能。根据天然金鸡纳碱的结构特点,以两类构型相反的辛可尼丁/奎宁(8S,9R)、辛可宁/奎尼丁(8R,9S)为原料,通过两次构型翻转首次简便合成了四种新型的手性金鸡纳碱伯胺类有机催化剂1e/1f(8R,9S)和1g/1h(8S,9R),反应过程简单且产率高,丰富了金鸡纳碱伯胺类有机小分子催化剂的构型类型。在此基础上,采用固载、水溶性催化剂和均相催化/两相分离三种策略,以期达到金鸡纳碱伯胺类有机小分子催化剂的高效回收及重复使用。以辛可尼丁和辛可宁为原料,通过Mistunobu反应、自由基加成反应和水解反应成功地合成了一系列不同臂长的金鸡纳碱伯胺膦酸2a-2f,利用有机膦酸作为锚点,用一锅共沉淀法制备出一类新型磁性纳米(MNPs)负载有机催化剂4b1-4b3/4e1-4e3。并运用表面改性制备的MNPs负载有机催化剂3a-3f为样本,采用红外光谱(FT-IR)、热重分析(TG)、X-射线粉末衍射(XRD)、核磁共振(31P NMR)、N2-吸附脱附、振动样品磁强计(VSM)和透射电镜(TEM)等手段,对其结构和形貌进行了详细的对比研究。新型MNPs负载有机催化剂4b1-4b3具有高的且可调控的有机负载量(0.18-052 mmol/g),孔径分布在2-25 nm左右,饱和磁化强度介于10.6-44.1 emu/g之间。将该类催化剂应用于对硝基苯甲醛与环己酮的不对称Aldol反应,得到了最佳的反应条件：20。C,4b3(5.0mol%),1.5mL H2O,对硝基芳香醛(56.0 mg,0.37 mmol),环己酮(07 g,7.1 mmol), TfOH (9.0 mg,0.06 mmol)。在催化以水为溶剂的环己酮和邻、间和对位取代苯甲醛的不对称Aldol反应中,对于催化底物为-NO2,-X和-CN等吸电子取代基的芳香醛,可以得到具有较高的产率(86-100%)和优秀的立体选择性(anti/syn= 82:18-98:2,93-98% ee anti)的羟醛加成产品。对于强给电子取代基如(-CH3和-OCH3)的芳香醛底物,同样可以实现令人满意的催化效果：中等到良好的产率(36-97%)和立体选择性(anti/syn= 82:18-96:4,75-97% ee anti)。此外,MNPs负载有机催化剂4b1-4b3在外部磁铁作用下可以快速从反应体系中定量回收,且重复循环六次后催化性能依旧良好(93%yield,anti/syn=89/11,96% ee anti),这为工业化生产提供了一种手性催化剂回收与重复使用的实用性方法。合成了一系列具备良好水溶性的辛可尼丁伯胺衍生膦酸2a-2f。当pH=2时,通过荧光光谱法测得催化剂2b在水/环己酮两相中的分配系数D=4.56,三次萃取有机相后可以回收99.0%的水溶性催化剂2b。在以对硝基苯甲醛和环己酮为底物的不对称Aldol反应中筛选出最佳条件：20℃,2b(7.5 mol%),1.0 mL H20, HClO4(15.0 mol%),对硝基苯甲醛(560 mg,0.37 mmol),环己酮(07 g,7.1 mmol)。在此条件下,无论是吸电子还是给电子取代基的底物都取得了优异的催化效果。通过简单的分液操作可方便地实现有机催化剂与反应物和产物的分离。该类水溶性有机催化剂在五次催化循环后仍具有良好的催化效能,其产率和立体选择性无明显降低(98%yield,anti/syn=82/18,95% ee anti)。基于“均相催化/两相分离”的催化概念,首次通过金鸡纳碱衍生的伯胺催化剂中的伯胺和叔胺基团的质子化和去质子化,调节其在水/有机两相溶剂中的溶解度,从而提供基于均相催化的分离回收策略。以不对称Aldol反应,Vinyilogous Michael反应,双Michael反应为模板反应,详细考察了催化剂1i、1k和lm的可重复使用性,所有回收催化剂在三次循环后仍如初次使用的催化剂一样,具备高的产率和优异的立体选择性。循环回收十次后,催化剂保留了类似新鲜催化剂优良的立体选择性。但由于催化剂经过多次循环衍生出无活性的有机中间体导致催化产率略有下降。此外,催化剂1i进行了放大规模反应,循环三次后仍取得优秀的催化效果(90%yield,97% ee anti,anti/syn=94:6)。本文利用金鸡纳碱伯胺衍生物,设计了磁性负载有机催化剂、水溶性有机催化剂和酸碱调控的均相催化／两相分离的均相催化剂,实现了昂贵有机催化剂的回收及重复使用。相信在不久的未来,随着对有机催化反应的不断深入研究,人们对有机催化剂的利用将会更加合理,其应用将会走出实验室,应用于工业化大规模生产。