吡咯里西啶生物碱类新型小分子催化剂的提取、修饰及催化性能研究

现有天然有机小分子催化剂相对单一的结构骨架，存在高反应选择性和高使用成本等问题，使它的应用受到了限制。而本项目拟在我们前期发现的吡咯里西啶类生物碱具有一定不对称催化活性的工作基础上，以从橐吾属植物－网脉橐吾中分离得到的吡咯里西啶类生物碱为新型天然有机小分子催化剂的先导，通过合理设计与结构衍生，将之用于一些现今有机小分子催化剂无法起到很好不对称催化效果的反应，并通过将其负载于可溶性聚乙二醇上，进一步完善催化剂的回收和重复使用，通过各衍生分子对催化反应性能的研究，确定影响催化活性的结构因素，阐明该类化合物的构效关系规律，最终争取获得1个高活性、可重复使用的新型天然有机小分子催化剂，为开发更优秀的天然有机小分子催化剂提供理论与实验依据，并为有机小分子催化剂的研发提供新的研究思路。

现有天然有机小分子催化剂相对单一的结构骨架，存在高反应选择性和高使用成本等问题，使它的应用受到了限制。因而近年来，新型骨架类型有机小分子催化剂的研究与开发越来越受到人们的关注和重视。我们在前期发现的吡咯里西啶类生物碱具有一定不对称催化活性的工作基础上，以从橐吾属植物－网脉橐吾中分离得到的吡咯里西啶类生物碱为新型天然有机小分子催化剂的先导，完成四类目标分子的合理设计与结构衍生，并筛选了多个不对称化学反应，通过对模型反应中各因素的考察与研究，确定影响催化活性的结构因素，阐明该类化合物的构效关系规律。与以往合成催化剂或金属催化剂相比，吡咯里西啶类新型催化剂由自然界合成，手性单一，成本低廉，并在不对称Michael加成反应及不对称Aza-Michael加成反应中显示了优秀的不对称催化能力。因而，该类催化剂的应用为开发更优秀的天然有机小分子催化剂提供了理论与实验依据，并为有机小分子催化剂的研发提供新的研究思路。另外，在项目实施过程中，为了扩大生物碱的来源，我们还对橐吾属近缘植物进行了研究，得到了系列新骨架化合物。此外，根据国内外在相关领域的研究趋势，我们还设计合成了用于检测中药及环境中重金属铅离子的开关型荧光探针，该探针可在复杂环境中高特异性、高灵敏性地检测铅离子。通过本项目的实施，我们已发表SCI研究论文4篇（二区2篇，四区2篇），EI论文1篇，申请中国发明专利2项，发表国内会议论文1篇，培养硕士研究生4名。