不对称氢化(Asymmetric Hydrogenation)反应作为合成手性化合物的重要方法之一,自20世纪60年代中后期以来,在手性化学领域一直是一个热门的研究方向。不对称氢化反应主要是氢对包含潜手性的sp2碳的不对称加成反应,生成含有单一手性碳的有机化合物。这些反应包括对烯烃、烯胺、羰基、亚胺等结构的不对称氢化还原反应,其产物包括手性的氨基酸、醇和简单的烷烃。该反应能快速高效地构建手性化合物的关键结构并大大提高合成效率,降低合成的成本,对于香料和手性药物的工业制备具有划时代意义。过渡金属催化剂因其高效的催化活性以及对映选择性使其在学术和工业化应用中备受青睐,而小分子催化剂对于各种底物具有广泛的适应性,通过次级相互作用、氢键作用以及位阻效应来提供手性环境,从而最后得到高对映选择性的手性产物。基于以上两点,设计并合成了以二茂铁为骨架的双齿膦/硫脲配体-ZhaoPhos。通过配体中硫脲基团和底物之间的次级相互作用,过渡金属和配体ZhaoPhos的络合物已经可以实现对硝基烯烃、亚胺、喹啉、异喹啉以及吲哚等底物的不对称氢化反应,并展现出了优异的催化活性和对映选择性。羰基碳鎓离子作为具有亲电性的活泼中间体,能参与的反应也已经很多,例如亲核加成反应、炔基化反应、缩醛化反应、糖基化反应、Pictet-Spengler反应以及还原反应等。但到目前为止,直接对其进行不对称氢化的领域还不是很完善,因此本课题主要研究Ir-ZhaoPhos催化体系对于羰基碳鎓离子的不对称氢化反应。通过核磁滴定实验可以验证硫脲与氯离子的强相互作用,也正是因为这种相互作用使得该催化体系对羰基碳鎓离子展现出了优异的催化活性和对映选择性(ee值最高可达99%,TON最高可为7000)。同时,该催化体系对于各种官能团都具有良好的兼容性。