联芳基轴手性化合物是阻旋异构体中的一种,其手性源于轴两端芳环上取代基的位阻效应,轴的邻位取代基的大小影响着两种对映异构体之间相互转化的能垒,稳定的轴手性结构在轴的邻位一般需要三个及以上的非氢基团。此类化合物功能多样,有重要应用价值。多样化的功能需要以多样化的结构类型为支撑,多样化的结构类型又需要以多样化的合成方法为基础。因此,联芳基轴手性化合物高效合成方法的开发是当今化学界的一个热点研究方向。本论文基于环状碘鎓盐化学,开展了一系列构筑联芳基轴手性化合物的不对称催化反应研究和应用研究,共分为四个章节:(1)第一章:综述了联芳基轴手性化合物的应用及其经典合成策略,以及二芳基碘鎓盐在不对称反应中的应用。联芳基轴手性化合物在天然产物、生物活性分子、手性配体、手性催化剂以及手性材料领域均有广泛的应用价值。已经报道的联芳基轴手性化合物的经典合成方法主要有四种:立体选择性芳基-芳基偶联;通过构建芳环合成联芳基轴手性化合物;中心手性向轴手性传递;外消旋体的手性拆分和前手性分子的不对称转化。二芳基链状碘鎓盐反应活性较高,作为芳基化试剂在不对称催化反应领域有其独特优势,然而较差的原子经济性直接限制了其应用。二芳基环状碘鎓盐自身结构中即含有联芳基结构,在发生不对称开环反应后,即可直接生成联芳基轴手性化合物,原子利用度高。(2)第二章:有关铜催化环状二芳基碘鎓盐开环构筑联芳基轴手性羧酸酯的反应研究。以市场上廉价易得的羧酸类化合物和环状二芳基碘鎓盐为原料,在醋酸铜和手性噁唑啉配体形成的配合物的催化下,通过不对称开环反应,即可高效的完成轴手性联芳基羧酸酯类化合物的构筑。在温和反应条件下,多种官能团均可兼容,最高以99%的产率和99%的对映选择性得到了结构类型丰富的联芳基羧酸酯。通过密度泛函理论计算,从能量的角度对反应的立体选择性、区域选择性以及反应机理进行了解释。含有羧基的小分子药物在最优反应条件下可以顺利完成手性联芳基酯化的后期修饰。此外,以所得产物结构中的多个活泼基团作为反应位点,可进行多样性转化,而其对映选择性均不受影响。(3)第三章:有关铜催化环状二芳基碘鎓盐开环构筑联芳基轴手性硫化物的反应研究。在醋酸铜和手性噁唑啉配体形成的配合物的催化下,含有不同取代基的2-巯基苯并噁唑和2-巯基苯并噻唑,与环状二芳基碘鎓盐通过不对称开环反应,最高以99%的收率和99%的对映选择性得到了同时含有硫和碘的联芳基轴手性化合物。所得杂环硫化物与烷基卤代物经简单的亲核取代反应,即可高效转化成结构多样的联芳基轴手性烷基硫醚类化合物,且手性保持,该类化合物作为手性高价碘试剂,在多种不对称催化反应中具有巨大应用价值。通过控制实验和竞争性实验对各类巯基化合物的反应活性比较后发现,铜离子和手性配体的络合物可能会和巯基杂环底物中的硫原子和氮原子同时配位,这对反应的立体选择性控制起着至关重要的作用。(4)第四章:有关环状碘鎓盐参与的新型香豆素类结肠癌干细胞抑制剂的合成和生物活性评价。肿瘤干细胞在肿瘤的自我更新和多潜能分化中具有重要作用,针对此类细胞的新型抑制剂的研究是一个研究热点。就目前所知,具有肿瘤干细胞抑制活性的香豆素类化合物未见有报道。在铜催化下,以4-羟基香豆素和环状二芳基碘鎓盐为原料,可以高效的合成香豆素类联芳基化合物。这些化合物通过分子内Heck偶联反应即可生成结构新颖的七元香豆素类稠芳环化合物。经抗肿瘤活性评价后发现,化合物4.5e对结肠癌干细胞有较强抑制作用。