自从150年前第一次发现有机叠氮化合物以来,叠氮化合物便获得了越来越多人的注意。有机叠氮化合物具有-N=N+=N-的结构,不仅广泛存在于多种生物活性分子中,而且也是一种有价值的活性中间体,能通过释放双氮宾而产生强烈的反应,从而导致缺电子的氮烯中间体的形成,也可以转化为三唑、氨基、酰胺、亚胺、异氰酸酯等官能团。为了充分利用叠氮官能团,就需要找到一种既简单又不需要使用苛刻的试剂或反应条件的方法来合成叠氮化合物。有机反应中的立体控制是合成有机化学的一个重要方面。近年来,由于数种天然产物衍生的手性分子作为催化剂的设计与合成,不对称催化成为合成对映体化合物的重要策略之一。金鸡纳生物碱是在金鸡纳树皮中发现的天然产物,曾因抗疟药奎宁而为人所知。金鸡纳骨架是由脂肪族的奎宁环和芳香族的喹啉环组成,在自然界中含量丰富,价格合理,易于在实验室操作,稳定性好且容易修饰,可用于多种类型的不对称催化反应,常见的有:Michael加成反应、Mannich反应、Aldol 反应、Henry 反应、Friedele Craft-type 反应、Diels-Alder 反应、[3+2]环加成反应等。亚甲基苯醌在结构上类似于醌类化合物,其主链是由一个带有羰基和亚甲基的环己二烯组成,是一种具有两性离子共振结构的中性分子,已被开发成为多种具有生物活性的化合物,可与生物大分子相互作用,形成DNA加合物或蛋白质结合物,也可与谷胱甘肽反应,导致谷胱甘肽耗尽,从而导致细胞死亡。由于它们的细胞毒性作用,亚甲基苯醌正被作为潜在的抗癌化疗药物进行应用。基于以上特点,我们设计了一种无金属无柱层析,以水为溶剂的方法构建苄基叠氮化合物,同时合成了一种新型金鸡纳生物碱类衍生物用于亚甲基苯醌的不对称叠氮化反应中,通过条件筛选,希望得到预期的催化效果。本论文主要包括以下几个方面:第一章,研究背景综述了近年来不对称叠氮化反应和亚甲基苯醌的研究进展,以及金鸡纳生物碱衍生物在不对称催化中的应用。第二章,实验前准备工作介绍了实验过程中一些常用试剂及无水溶剂的特殊处理方法。第三章,亚甲基苯醌的叠氮-芳构化反应研究我们设计了一种无溶剂无金属无柱层析的方法构建苄基叠氮化合物。该方法产品收率高,催化剂可回收利用,底物应用范围广,高原子经济性,通过对照实验表明,反应是通过亲核加成机制进行的。第四章,金鸡纳生物碱衍生物的合成及其在不对称叠氮化反应中的应用1.金鸡纳生物碱衍生物的合成3,5-双三氟甲基苯胺与方酸二乙酯反应得到3-(3,5-双(三氟甲基)苯胺基)4-乙氧环丁基-3-烯-1,2-二酮,该化合物再与(9S)-9-氨基-9-脱氧表奎宁反应得到目标催化剂3-[[3,5-双(三氟甲基)苯基]氨基]-4-[(8a,9S)-奎宁-9-基氨基]-3-环丁-1,2-二酮。2.金鸡纳生物碱衍生物催化对亚甲基苯醌的不对称叠氮化反应研究将上述得到的催化剂用于催化亚甲基苯醌的不对称叠氮化反应。金鸡纳生物碱衍生物先与亚甲基苯醌反应生成季铵盐,再加入叠氮基三甲基硅烷,完成催化反应。通过对反应条件的筛选,我们发现加入1当量的水能够很好的提高反应的对映体选择性。本论文的创新点:1.在前人工作的基础上,合成了一种新型金鸡纳生物碱类配体,对其他具有类似结构的化合物的合成具有指导意义。2.首次发现了一种无金属无有机溶剂的方法构建苄基叠氮化合物。3.将合成的配体应用到亚甲基苯醌的不对称叠氮化-芳构化反应中,通过条件优化,取得了不错的结果。