手性醇类化合物是一类重要的有机中间体和合成子,在医药、农药、天然产物和功能材料等的制备中都有广泛的应用。通过酮的不对称催化氢化获得手性醇类化合物是最高效和高原子经济性的合成方法之一。自Noyori的酮还原催化体系发现以来,经过近三十年的发展,过渡金属催化的酮的均相不对称氢化取得了巨大的成功。许多该领域的优势配体和催化剂被成功地用于药物和有机中间体的工业制备。在很长的一段时间里,钌催化的不对称氢化在该领域中一直占主导地位。直到近些年,一些Ir和廉价金属Fe、Co、Ni等的络合物在酮的不对称催化氢化中取得了一定的进展。尤其是一些优秀的双齿、三齿和多齿配体在Ir催化酮的不对称氢化中取得了超高活性和对映选择性。在已有的许多优秀催化体系中往往存在着一定的问题,例如:配体或催化剂不稳定、合成方法繁琐、催化剂用量较大、底物范围狭窄。此外,一些酮类化合物如简单脂肪酮等的高效高选择性氢化仍未解决。因此,发展廉价易得、底物适用性好、高效高选择性的酮还原催化剂仍然非常必要。为了发展更为优势的酮还原催化剂,我们设计合成了一类稳定性好、易于合成且富电性和大位阻的新型三齿PNN配体f-ammphox,并将该配体的铱络合物成功地应用于多种类型的酮类化合物的不对称氢化,为酮的不对称氢化提供了一个新的有力的催化策略,同时对新型配体的设计具有指导意义,研究内容如下:1)我们设计合成了一类含面手性的二茂铁和手性噁唑啉的新型三齿PNN配体f-amphox,该配体具有强稳定性、易于合成、富电性和大位阻等特点。该配体的铱络合物很好地实现了简单酮和官能团化α-羟基酮的高效高选择性氢化,达到>99%转化率和>99.9%ee值,该催化剂具有超高的催化活性,对于α-羟基酮的不对称氢化达到了空前的1 00000 TON。此外,该催化体系对带强配位基团的杂芳基酮也有极好的催化效果(>99%ee,10 000 TON)。DFT理论计算进一步说明了催化剂的高效性和手性控制的来源。2)鉴于Ir-f-amphox催化体系在不对称氢化简单酮和α-羟基酮中的优异表现,结合DKR的过程,我们将该催化体系用于重要手性化合物β-氨基醇的制备。该催化剂在一系列α-氨基-β-非官能团化芳香酮的不对称氢化中取得>99%转化率、>99%ee和>99:1 dr值。实验证明该催化剂具有高的催化活性和强的耐毒化作用,在该类氨基酮的氢化中可以达到100 000 TON和对许多带强配位基团的底物仍能以高的对映选择性和非立体选择性得到含两个相邻碳手性的相应醇。