氰基在有机化合物中比较常见,很多天然产物和药物分子中都有氰基的存在,同时氰基还可以衍生出很多有重要作用的有机化学原料和具有生物活性的化合物,比如羧酸、酰胺、醛、酮及氨基酸等等。近年来绿色、高效的氰基化学引起了许多化学家的广泛关注。氢氰化和转移氢氰化作为传统的氰基反应在氰基化学中占有主要地位,最近氰基化学不断提出新的反应类型,其中α,β-不饱和化合物的氢氰化,氰基参与的双官能团化和各种形式的Strecker反应等反应的研究较为透彻。但是不管是氢氰化还是转移氢氰化原子经济性不高和毒性大等缺点依然存在。考虑到绿色、高效的化学反应要求,我们想要研究一种原子经济性高,毒性小的氰基化反应,于是我们设想:通过使用氰醇作为氰源,在反应体系中缓慢释放氰基,生成的酮或者醛作为底物进行下一步反应,避免了原子的浪费,提高了原子的经济性;在反应中氰基暂时储存在金属上,在酮或者醛生成下一步反应后金属再将氰基还回到生成中间化合物中,避免了氰基以毒性大的负离子或者氢氰酸的形式存在,解决了反应体系中毒性大的问题;此外,整个反应体系中副产物是水,对环境友好程度高,符合绿色化学的发展要求。这种对氰基“有借有还”的反应方式,称为“借氰”反应。本文主要从两方面对“借氰”反应进行研究:第一部分:镍催化的氰醇与醛(酮)参与的“借氰”反应合成相应的β-氰基酮类化合物。在镍和膦配体的作用下使得氰醇中的氰基首先寄托在镍上,释放出相应的酮或醛,然后在碱的作用下与另一分子的醛(酮)进行Aldol反应生成相应的烯酮,最后氰基Michael加成高效的合成相应的β-氰基酮化合物,并首次提出“借氰”反应策略。以82%的收率高效的完成了此反应,反应的底物适用范围广,通过的氰醇可以很好的与各种芳香醛,杂芳香醛以及脂肪醛发生反应。值得注意的是醛的氰醇也能参与此类“借氰”反应,通过实验证明了我们“借氰”反应策略的可行性。第二部分:通过“借氰”策略的钛催化氰醇类化合物的直接胺化反应。在钛的催化作用下,氰醇发生β-氰基消除反应后生成相应的羰基化合物与胺缩合成亚胺后发生S trecker反应,高效的合成α-氨基腈类化合物。同时,我们还尝试了此反应的催化不对称模式,在Ti(Oi-Pr)4以及奎宁和手性BINOL的作用下可以高效,高立体选择性的获得相应的手性产物,最高达到87%ee.在此反应中底物的适用范围非常广泛,各种酮的氰醇,醛的氰醇以及胺类化合物均能很好的参与此“借氰”胺化反应。