不对称催化反应是合成手性化合物的重要方法,手性布朗斯特碱作为重要的手性催化剂能够催化一系列重要的化学反应。近年来,手性布朗斯特碱催化剂的发展与运用引起了广泛的关注。通常情况下,手性布朗斯特碱催化的反应循环以拔氢开始,手性布朗斯特碱能够从酸性化合物中夺得质子,通过质子转移,促进新的化学键生成,合成新的手性化合物。手性布朗斯特碱在拔氢之后与反应底物形成离子对形式,由于离子键能较弱,使得手性布朗斯特碱很难控制反应的立体选择性,为了克服这个困难,化学家在手性布朗斯特碱催化剂的骨架上引入氢键给体形成双功能催化剂,手性双功能布朗斯特碱催化剂能够同时稳定反应过渡态中的亲电以及亲核部分,实现产物的手性控制。本文主要介绍了三种不同类型的手性布朗斯特碱催化剂,以及它们在不对称催化反应中的应用。(1)手性开环冠醚阳离子对催化剂用于合成手性多元杂环化合物手性开环冠醚阳离子对催化剂具有酚羟基和开放的醚链,醚链中的氧原子能够作为路易斯碱与钾正离子络合,因此能够使阴离子处于很好的手性环境用于不对称反应,同时手性开环冠醚阳离子对催化剂的酚羟基能够与亲电试剂形成氢键作用,稳定反应过渡态,使反应具有很好的立体选择性。硝酮化合物和γ羟基α,β不饱和羰基化合物是两种重要的同时具有亲电性和亲核性的二亲体化合物。在手性开环冠醚阳离子对催化剂的催化作用下,通过催化剂阴离子部分拔去γ羟基α,β不饱和羰基化合物羟基上的氢,使两种二亲体发生不对称串联环化反应,生成手性的含氮、氧六元和七元杂环化合物。(2)手性联萘酚钾盐催化剂用于烯丙基二级醇的动力学拆分联萘酚是重要的催化剂骨架,也常用作氢键供体。在碱性条件下,联萘酚可转化成相应的酚盐,可作为手性布朗斯特碱用于催化反应。但是由于联萘酚盐对水和空气敏感,多数联萘酚盐催化剂常为反应过程中产生,而且相关报道很少。我们通过在联萘酚骨架中引入醚链结构,得到了稳定的手性联萘酚钾盐催化剂,并将该催化剂用于烯丙基二级醇类化合物的动力学拆分过程,首次通过手性布朗斯特碱催化的不对称异构化反应实现了烯丙基二级醇的动力学拆分,得到了多种手性烯丙基二级醇类化合物,并以该动力学拆分过程作为关键步骤,实现了天然产物(+)-veraguensin的不对称合成。(3)手性金鸡纳碱硫脲催化剂用于合成含吡喃杂环联二芳基轴手性化合物手性金鸡纳碱硫脲催化剂是经典的双官能团布朗斯特碱催化剂。2-羟基萘乙炔类化合物是联烯醌类化合物的前体。在手性金鸡纳碱硫脲催化剂作用下,2-羟基萘乙炔类化合物发生不对称氢转移,生成手性的联烯醌中间体,手性联烯醌中间体具有很高的反应活性,能够与炔烃发生分子内[4+2]反应生成含有吡喃杂环的联二芳基轴手性化合物。该方法合成的含有吡喃杂环的轴手性骨架能够用于新型催化剂的合成。通过合理运用三种不同类型的手性布朗斯特碱催化剂,我们实现了多种类型手性分子的高效合成,充分体现了手性布朗斯特碱催化剂在不对称催化合成中的重要作用。