中文摘要：

氧/氮杂环丙烷类化合物的开环产物是有机合成反应的重要中间体。针对环糊精水相催化氧/氮杂环丙烷开环，存在反应对映选择性过低和反应时间过长等缺点，本项目采用环糊精修饰物为环境友好催化剂，水相研究氧/氮杂环丙烷的开环反应。以单修饰环糊精，尤其是以带正电荷的胍基环糊精为催化剂，增强与环丙烷中氧/氮原子的氢键作用，加快反应速度，提高反应产率；采用桥联双环糊精为催化剂，环糊精空腔既活化了反应底物，又作反应容器，通过超分子作用分别包合底物环丙烷类化合物和亲核试剂，限制了底物的自由转动和亲核试剂的进攻方向，从而提高水相外消旋环氧化物开环的对映选择性。以系列单修饰环糊精和桥联双环糊精为催化剂，以胺、卤化物，氰化物和酚盐等为亲核试剂，催化系列不同疏水性、不同尺寸、不同链长的环丙烷开环，以揭示开环反应规律和阐明反应机制，为有机药物分子的绿色合成开辟新的思路。

结论摘要：

本项目以环糊精及其系列修饰物为催化剂，分别以环氧化物（氧化苯乙烯、对氯氧化苯乙烯、氧化环己烯、1，2-环氧基-3-苯氧基-丙烷等）和氮杂环丙烷为底物，以系列芳胺（苯胺、对甲基苯胺、邻甲苯胺、对甲氧基苯胺、邻甲氧基苯胺、邻氯苯胺、对硝基苯胺、邻硝基苯胺）和苯硫酚（对甲基苯硫酚、对甲氧基苯硫酚）等为亲核试剂，系统探讨水相中环丙烷的开环反应及其反应规律。探索了温度和催化剂与底物环丙烷的比例对反应速率和立体选择性的影响。环糊精及其修饰物相较于无催化剂或金属配合物催化剂，大大缩短反应时间，反应产率在80-96%之间，反应选择性取得规律性的结果（1）苯胺类的亲核试剂。对于氧化苯乙烯类型的环氧化物，苯胺类亲核试剂主要进攻？位碳原子，对位取代苯胺亲核进攻生成100%的？位亲核取代产物，而苯胺和邻位取代苯胺亲核取代产物选择性在85%-97%之间；而对于3-苯氧基-1，2-环氧丙烷，氧化正己烯烷基类环氧乙烷，空阻较大的邻位取代苯胺进攻？位碳原子，只有一种产物，选择性为100%，而苯胺和对位取代苯胺主要进攻？位碳原子，产物选择性为82-85%；（2）苯硫酚类亲核试剂。因为苯硫酚的体积大，对于烷基类型的环丙烷，亲核试剂只在β位进攻，选择性为100%。而对于对于乙烯类的环氧化物亲核试剂主要进攻α位，反应选择性在80%左右。基于环糊精的超分子体系催化环丙烷开环反应规律的研究到达预期目标，对基于超分子催化环丙烷类化合物开环具有指导意义。但是相较于环糊精，环糊精修饰物并没有显著提高反应速率和选择性，即使用桥联双环糊精做催化剂，外消旋底物开环反应产物的ee值依然很低，未达到预期目标。因为分子印迹材料对底物识别的专一性，因此本项目尝试通过分子印迹方法实现提高环丙烷开环反应的立体选择性性。本项目初步合成一些分子印迹材料，尚在探索外消旋底物开环反应立体选择性。