卡宾是有机合成中的重要中间体,金属催化的卡宾转移反应已经得到了很大发展,而非金属催化光化学转化的发展仍处于初步阶段。随着光化学卡宾转移反应的发展,已经可以通过无金属催化方法获得卡宾物种,进而发生环加成反应、重排反应、X–H键插入反应和偶联反应等。虽然该领域取得了一些进展,但挑战和不足依然存在。目前主要局限于芳基重氮乙酸酯,而关于氟代重氮烷、吡哆三唑、二芳基重氮和氧化吲哚重氮的光化学卡宾转移反应报道很少。因此,开发其它类型的重氮化合物,丰富反应底物类型是未来需要努力的一个方向;其次,由于卡宾的高反应活性,如何实现可见光介导有机催化的不对称卡宾转移反应,是另一个需要解决的问题。基于此,本文以可见光介导的有机催化不对称卡宾转移反应为研究对象开展研究,主要研究内容包括:一、发展了可见光介导手性磷酸催化芳基重氮羧酸酯和1,3-二酮的不对称形式C–C键插入反应,高产率和高对映选择性合成了一系列含全碳季碳中心的1,4-二酮。通过对照实验和DFT计算对反应机理进行了研究,阐明了立体中心的对映选择性控制。该方法无需过渡金属催化剂,底物兼容性好,可以放大反应至克级合成。这是第一例可见光介导有机催化不对称卡宾转移反应,对有机催化不对称卡宾转移反应研究具有重要的指导作用。二、发展了可见光介导手性磷酸催化吡唑啉酮重氮化合物与吡唑啉酮类化合物的不对称卡宾转移反应,高产率和高对映选择性合成了一系列含氮杂缩酮结构的螺吡唑啉酮衍生物。控制实验和机理研究表明,参与反应的卡宾是三线态结构。首次实现了可见光介导有机催化三线态卡宾参与的不对称卡宾转移反应。研究结果拓展了光卡宾转移反应的卡宾前体,实现了吡唑啉酮重氮化合物和吡唑啉酮的催化不对称形式N–N键插入反应。该方法反应条件温和,无需金属催化剂,底物适用范围广,可以进行放大量和克级合成,产物可以容易地进行化学转化。研究结果对发展新的可见光介导有机催化的不对称卡宾转移反应具有重要的参考价值。三、发展了可见光介导芳基重氮乙酸酯、1,3-二酮和N,N-二甲基甲酰胺的三组分卡宾转移反应,以中等产率合成了一系列的α,α,α-三取代酯,实现了无过渡金属催化将官能团直接插入C–CO–C单键。对可见光介导有机催化不对称三组分反应进行了探索,利用手性双官能团催化剂,以最高44%产率和30%ee得到了α,α,α-三取代酯。进一步的催化不对称反应研究还在进行中。