脯氨酸衍生物是一类可应用于医药、农业和化学等领域的重要有机官能化合物。因为硅基团独特的电子效应,含硅脯氨酸衍生物在不对称合成中间体及有机催化剂的应用中展现出巨大的潜力。但开发高非对映和高对映选择性的新型手性含硅脯氨酸衍生物的合成工艺仍然是最重要的挑战,并且其作为有机合成中间体的应用仍非常有限。针对这些研究局限,本文开展了以下研究工作:一、优化了脯氨酸衍生物的合成工艺,在氮杂五元环骨架中引入大位阻含硅基团,实现了新型多手性中心含硅脯氨酸衍生物的合成。在该工艺方法中,我们使用铜催化的α,β-不饱和酰基硅烷与席夫碱的[3+2]环加成反应作为合成策略,借助于Cu(I)/(R)-Xyl BINAP配合物的不对称催化体系,对反应时间、溶剂、温度和添加剂的影响进行了逐一考察,最终实现了以高收率和优异的非对映(up to>98:2 dr)和对映选择性(up to 98%ee)获得酰基硅烷取代的脯氨酸衍生物。该工艺反应条件温和、原料利用率高、底物普适性强并且适用于产物的克级规模制备。二、酰基硅烷取代的脯氨酸衍生物(ASiP)作为重要的合成砌块,进一步转化合成了结构多样的非天然氨基酸衍生物。通过脱硅烷基化,[3+2]环加成的应用范围扩展到了特殊结构氨基酸衍生物的对映选择性合成中,该过程中当中发生了新型协同的氟阴离子促进的C-X(X=Si,N,C)键断裂。ASiP可转化为醛取代的吡咯烷、线性肉桂醛或烯烃取代的氨基酯衍生物,具有很高的ee值(90-98%),这是以前报道的工艺方法所无法实现的。总之,本文优化了新型含硅脯氨酸衍生物的合成工艺,合成了酰基硅烷取代的脯氨酸衍生物。通过设计“硅引入-离去-转化”的策略,对ASiP的应用价值进行了初步探索,并且成功建立了具有结构多样性的新型非天然氨基酸库。这对硅介导的有机合成化学和含硅脯氨酸衍生物的应用拓展具有重要启发。