茚虫威是杜邦公司开发的一种高效、低毒的杀虫剂。(S)-5-氯-2,3-二氢-2-羟基-1-氧代-1H-茚-2-羧酸甲酯是茚虫威合成的关键中间体,而5-氯-1-氧代-2,3-二氢茚-2-羧酸甲酯的不对称催化羟化是获得这一关键中间体最直接有效的合成方法。以发展高效和高对映选择性的不对称催化反应体系为目标,本文的策略是设计合成一类新型手性Salan配体,并将其应用于金属锆催化的β-酮酸脂的α-羟化反应中。具体内容如下:1、以(1S,2S)-1,2-环己二胺、(1S,2S)-1,2-二苯基乙二胺和L-脯氨酰胺为手性源,通过手性二胺与水杨醛衍生物的还原胺化反应成功合成了一系列手性Salan配体。2、合成了上述手性Salan配体相应的Zr(IV)配合物,原位生成的Zr(IV)-Salan配合物在β-酮酸脂的α-羟化反应中表现出了优秀的催化活性和对映选择性。对于作为茚虫威关键中间体的(S)-5-氯-2,3-二氢-2-羟基-1-氧代-1H-茚-2-羧酸甲酯,在5.0 mol%催化剂用量的室温条件下可以获得99%的产率和99%的ee值,取得了目前最高的对映选择性。3、通过高分辨质谱、核磁共振氢谱、非线性效应实验、产物分析结合理论计算对反应机理进行了研究:(1)原位生成的Zr(IV)-Salan配合物是产生不对称诱导的活性催化剂;(2)Salan配体中的NH官能团与烷基过氧化氢之间氢键的存在有助于提高烷基过氧化氢的亲电反应性、过渡态的稳定性以及对映选择性的控制;(3)烷基过氧化氢在进攻β-酮酸脂烯醇化物的同时伴随着O-O的异裂。