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有机小分子催化是继过渡金属催化和生物酶催化后第三类重要的不对称催化策略。进一步拓展有机小分子催化的应用范围和开发新型的不对称有机小分子催化体系是其可持续发展的关键。本论文紧密围绕手性伯胺催化的不对称直接aldol反应，利用伯胺催化aldol反应，发展了官能化底物乙酰乙缩醛的直接插烯化aldol反应，对其在天然产物全合成中的应用进行了探索；同时结合有机小分子催化体系中酸碱协同的策略，设计发展了新型的手性内盐催化剂。
(1)不对称插烯化aldol反应是目前尚未有效实现的科学难题，如何高选择性的实现该反应的区域选择性，非对映选择性和对映选择性一直以来都极具挑战性。本课题利用本组发展的手性伯胺-叔胺型有机小分子催化体系，首次实现了乙酰乙缩醛的不对称直接插烯化aldol反应，以高达99:1的区域选择性、93％的产率、12:1的非对映选择性以及97％的对映选择性得到了插烯化aldol反应产物。底物拓展研究表明该反应的底物适用范围较广，各种缺电子芳香醛以及部分脂肪醛受体均给出较好的产率和较高的选择性。
(2)以此前发展的乙酰乙缩醛的直接插烯化aldol反应为基础，本课题进一步研究了其在天然产物全合成中的应用。以插烯化aldol产物为起始原料，经过选择性还原、催化成环等几步转化，以较高的收率实现了对天然产物DiosponginsA和B的全合成。此合成路线步骤较少，方法简单，而且易于合成一系列不同取代基的Diospongins A和B的衍生物，为该类化合物的生物活性筛选带来了极大的便利。此外，对天然产物Acortatarins A和B的全合成进行了初步的尝试，而该类天然产物也为我们进一步拓展官能化底物的不对称直接aldol反应提供了有益的启示。
(3)结合本组以前在官能化手性离子液体和手性胺-Br()nsted酸共催化方面的研究积淀，本课题设计合成了一类新型的手性内盐型催化剂。该类催化剂合成路线短，无需柱色谱分离，适合于大批量合成。此外，该类催化剂物理化学性质优越，可通过均相反应-异相分离策略实现高效的回收利用。对此类催化剂的催化活性研究表明其能够高效的催化不对称直接aldol反应和Michael加成反应。