在水相中使用手性催化剂进行不对称合成是有机合成中的一个新的研究领域。它具有反应条件温和，化学产率高，操作简单安全，环境友好等优点，有其他不对称合成方法不可比拟的优越性，符合绿色化学的需要，有广泛的应用前景。目前这一领域已越来越引起有机化学工作者的兴趣。 本论文设计合成了新型的聚合物支载的金鸡纳生物碱类催化剂以及一系列N-苯乙酮取代的金鸡纳生物碱手性催化剂，并应用到水相的不对称合成中。主要取得了以下创新成果： 1．首次以聚乙二醇为载体，经过氯化、叠氮化、胺化和氯乙酰化等化学修饰后，得到了一种很好的聚合物载体——氯乙酰化聚乙二醇。以酰胺为连接臂，改进了原有文献报道的酯键的连接方式，增强了其结构稳定性。并且把三种金鸡纳生物碱支载上去，分别合成了氯乙酰化聚乙二醇支载奎宁、辛可宁及辛可宁叮手性催化剂，并利用各种分析手段确定了其结构。由于三种聚合物支载金鸡纳生物碱具有良好的水溶性和易分离的特性，为我们进一步研究水相中的不对称催化反应打下了坚实的基础。 2．首次在水相中利用聚合物支载的手性催化剂完成了α-氨基酸前体的不对称合成，通过对溶剂、温度、烷基化试剂用量等各种因素的研究，优化了反应条件，同时，利用不同的亲电试剂合成了10种不同的α-氨基酸前体，得到了最高为97％的ee值和98％的产率。由于酰胺连接臂的较高稳定性，使用回收的可溶性聚合物支载的催化剂进行此反应，催化性能无明显降低。说明该催化剂是高效的，而且在反应过程中，结构并没有遭到破坏。较以前报道的聚合物支载金鸡纳生物碱类催化剂易断裂的酯键连接方式有了长足的进步。这些都符合了绿色化学的需要。该项工作已经发表在2007年Tetrahedron：Asymmetry .18(1)，108-114。 3．首次利用聚合物支载的金鸡纳生物碱为催化剂，在水相中完成了α，β-不饱和酮的不对称环氧化反应。系统地考察了催化剂、氧化剂和底物等因素对该反应的影响，确定了最佳反应条件，得到了中等的产率和立体选择性。 4．首次在水相中利用一系列N-苯乙酮取代的金鸡纳生物碱的手性催化剂完成了α-氨基酸前体的不对称合成，利用不同的亲电试剂合成了10种不同的α-氨基酸前体，得到了最高为96％的ee值和99％的产率。我们对催化剂取代基的电子效应对立体选择性控制的作用进行了初步研究，结合反应机理对催化剂的结构进行了优化，找到了最高效的催化剂——对硝基苯乙酮取代的金鸡纳生物碱，完成了α-氨基酸前体的不对称合成。由于N-苯乙酮取代的金鸡纳生物碱系列催化剂N-CH<,2>C=O基团中酸性较强的氢原子和羰基中的氧原子可能与水形成氢健，增加了其在水中的溶解度，从而得到了比“第一代”生物碱高得多的立体选择性。 另外，在反应过程中，得到了一系列α-氨基酸前体的单晶：苯丙氨酸、邻氯苯丙氨酸、对氯苯丙氨酸及反应底物N,N-二苯基甲叉基甘氨酸叔丁酯。利用X-射线单晶衍射，我们确定了它的结构。该项工作已经发表于2007年的Structural Chemistry。