酶作为生物催化剂具有反应条件温和、立体选择性高、便于分离和环境友好等优点引起越来越多的化学家的关注,被广泛的应用于有机合成反应中。发现和研究酶的新的非天然催化功能不仅可以拓展现存酶的应用范围,同时还可以为有机化学提供绿色高效的合成方法,是一个极具挑战性和吸引力的研究课题。本论文主要研究了猪胰蛋白酶,CYL-酶A及CYL-酶B催化的aldol反应以及CYL-酶B在多组分Biginelli反应中的应用。猪胰蛋白酶是一种丝氨酸蛋白酶,本论文首次报道了其在直接不对称aldol反应中的应用。通过对溶剂、含水量、底物之间的摩尔比、酶浓度以及温度等条件的筛选,建立了猪胰蛋白酶催化的最优反应条件。随后对该方法的底物适应性进行了考察,我们发现芳香醛上取代基的种类和位置对酶的催化活性和立体选择性有很重要的影响,其中对硝基苯甲醛反应的产率最高为60%,对三氟甲基苯甲醛获得了反式产物65%的ee值。同时,我们对猪胰蛋白酶进行了纯化并做了一系列的对照实验,验证了猪胰蛋白酶催化的aldol反应确实发生在其活性位点上。据此基础上,本论文提出了猪胰蛋白酶催化aldol反应可能的反应机理。CYL-酶A是一种水解酶,本论文首次发现在有机溶剂中,其对直接不对称aldol反应有很好的催化活性,对多达23种底物都有很好的催化效果,获得了高达99%的产率和>99%的ee值。酶回收使用三次后其催化反应的选择性基本不变,并完成了靛红和环己酮的不对称催化,获得了37%的ee值。CYL-酶B对aldol反应具有很高的催化活性和对映选择性。我们对反应溶剂、含水量、投料比、酶浓度等条件进行了筛选,确立了酶催化的最优条件,该方法对多达28种底物有很好的催化能力,产率最高可达95%,ee值最高可达98%。同时我们还发现CYL-酶B对杂环酮参与的反应同样具有很好的催化能力,哌啶酮和芳香醛反应的产率高达94%,使酶催化杂环酮参加的aldol反应取得了突破性的进展。此外我们还进行了空白实验和一系列的对照实验证实了酶对该反应的催化作用。Biginelli反应是一类重要的多组分反应,是制备3,4-dihydropyrimidin-2(1H)-ones (DHPMs)化合物的重要方法。用于该反应的催化剂主要有EC1、ZnCl2、[bmim][FeCl4]等,需要强酸催化,不仅污染环境,还具有反应条件苛刻、催化剂本身有毒性等缺点。因此寻找新的安全、高效、快速的绿色催化剂来催化该反应具有很重要的研究意义。目前仅有章鹏飞小组报道了酶催化的Biginelli反应,虽然得到了很高的产率但是没有任何选择性。我们小组发现CYL-酶B对Biginelli反应有很好的催化活性和立体选择性,通过对反应溶剂、含水量、投料比、酶浓度等条件的优化,确立了该酶催化反应的最佳方法,不仅获得69%的产率,而且还首次获得了对映选择的产物,ee值可高达56%。获得了很好的底物适应性,为酶催化不对称Biginelli反应奠定了基础。我们的研究扩大了猪胰蛋白酶、CYL-酶A和CYL-酶B的应用范围,确立了温和、简单、易操作并且底物适应性好、产率和选择性高的合成方法。