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超分子催化是超分子化学和催化两个研究领域的交叉渗透，由于其较为重要的研究意义而受到科学家的关注和重视。然而其发展却一直较慢，直到最近十几年，才取得较大的进展，不过目前发展起来的超分子催化体系种类仍然很有限，催化的反应也很简单，特别是手性超分子催化体系研究的很少。冠醚是一类经典的超分子主体，其在分子机器、功能材料和相转移催化等领域均有广泛的用途，然而其在不对称催化领域的研究却乏善可陈。结合本课题组在超分子催化领域的研究基础，本论文开展了基于冠醚的新型手性超分子催化剂的设计合成及其在不对称催化中的应用研究。取得的主要研究成果如下: 一.设计合成了一类新颖的基于荚状醚的CrⅢ-Salen催化剂，并将其成功的应用于不对称Henry反应中。研究发现，利用荚状醚和碱金属离子之间的主客体作用，可以拉近两个Salen催化单元之间的空间距离，从而促进其协同催化。在钾离子的调控下，基于荚状醚的CrⅢ-Salen催化剂的催化性能明显提升，可以取得较好的收率和ee值，同时反应速率得到较大提高。这是功能化的荚状醚直接应用于不对称催化的首例报道。 二.设计合成了一类新型的冠醚修饰的手性单齿亚膦酰胺配体，并将其金属Rh络合物成功的应用于可开关催化中。研究表明冠醚和碱金属阳离子之间的主客体作用是实现催化活性“开-关”控制的关键原因。具体原理如下:由于冠醚环与Rh阳离子的主客体作用，使得催化中心被包埋，催化剂处于失活状态;当加入与冠醚环络合能力更强的钠离子时，Rh中心得到释放，催化剂恢复催化活性，并且在脱氢氨基酸酯的不对称氢化中取得100％的转化率和最高98％的ee值;最后加入与钠离子络合能力更强的穴醚，使得冠醚与钠离子解离，导致冠醚重新包埋Rh中心，催化剂再次失活，从而完成催化活性的循环“开-关”控制。这是金属配合物在不对称催化中实现可开关催化的首次报道。 三.设计合成了一类全新的基于氮杂冠醚骨架的手性双齿亚膦酰胺配体，并成功将其应用于脱氢氨基酸酯和芳基烯酰胺的不对称氢化中。研究发现，该类配体具有优秀的手性诱导能力，在脱氢氨基酸酯的不对称氢化中，可以取得几乎光学纯的手性产物，在芳基烯酰胺的不对称氢化中，也可以取得高达99.5％的ee值。研究还发现，碱金属阳离子的加入对该类配体的金属Rh络合物的催化活性具有一定的影响。