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硅氧烷有机杂化材料是由倍半硅氧烷共聚而成。这是一种新颖的杂化硅材料,在不对称催化领域中应用还较少。相比于传统的无机硅材料,它有如下突出优点:第一,这类杂化材料表现出有机无机的特性以及在单个微小纳米单元上具有笼状的结构。第二,特殊的倍半硅氧烷空腔可以作为反应物和产物的一个传输轨道,从而促进了催化反应的进行。第三,通过倍半硅氧烷顶端化学键的官能团化,很容易就能在倍半硅氧烷骨架上引入手性化合物,从而应用于不对称催化领域。最后,也是最突出的一个特点是,可以在倍半硅氧烷骨架上用亲水或亲油基团进行修饰,这样就开辟了一种新的思路:根据不同应用的需要调节材料表面的物理化学性质。基于这种材料的巨大应用潜力,本文主要分为三个部分:第一部分:选用十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)为模版剂,正硅酸四乙酯为主硅源,10%倍半硅氧烷硅源和10%TsDPEN硅源为功能硅源,嫁接上金属铑,合成了一种以硅氧硅为骨架的非均相催化剂,并研究其在水相中催化芳香酮的不对称氢转移反应。实验结果表明,催化剂具有良好的催化活性和对映选择性。该催化剂能够回收再利用,重复套用8次后,催化活性和对映选择性没有明显降低。第二部分:分别选用聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物(P123)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作为模版剂,倍半硅氧烷为主硅源,10%TsDPEN为功能硅源,再嫁接上金属钌,合成了两种以倍半硅氧烷为骨架的非均相催化剂。其中一种具有类似于SBA-15的二维六方结构,另一种具有小球形貌。最后通过化学点击的方法嫁接上了PEG,合成了亲水性非均相催化剂。研究这一类催化剂在水相不对称氢转移反应中的催化性能。实验结果表明:首先,在相同反应时间内,改性后的非均相催化剂在没有影响底物对映选择性的情况下,催化剂的转化率明显高于改性前的非均相催化剂。其次,两种非均相催化剂对芳香酮底物均呈现较高的催化活性和对映选择性,且具有小球形貌的非均相催化剂具有更好的催化性能。第三,催化剂对不同的底物(大底物酮和喹啉)均呈现较高的催化活性和对映选择性,能催化不同类型的底物。最后循环套用实验结果表明,该催化剂能够回收再利用,重复套用8次后,催化活性和对映选择性没有明显降低。第三部分:主要按照第二部分的合成催化剂的方法合成了两种非均相催化剂,研究了另外两种不对称反应:分别是硝基芳香烯与二酯的不对称迈克尔加成反应和环形亚胺的不对称氢转移反应,催化剂都体现出了良好的催化活性和对映选择性,拓展了不对称催化反应体系。