环糊精作为第二代超分子主体,具有易修饰、经济环保和安全无毒等特性,可应用于超分子催化和分子识别等领域。但天然环糊精官能团单一,其应用范围受到较大的限制。对环糊精进行结构修饰是解决这一问题的最佳途径。在目前已报道的环糊精衍生物中,研究较多的是在环糊精的第一面进行修饰,而第二面修饰的环糊精极少报道,但其与前者相比,具有一些显著的优势:首先,第二面的修饰基团指向腔内,更有利与空腔产生协同作用;其次,第二面羟基直接连接手性碳原子,有利于更好地发挥其手性诱导作用;第三,第二面开口更大,能够容纳的客体分子范围更广。因此,第二面修饰环糊精的设计、合成及应用具有重要的研究价值。本论文研究内容由以下三个部分构成:一、对β-环糊精第二面C-3位进行修饰,得到八个氨基衍生物(CBaricitinib溶解度D1-CD8)。利用NMR和HRMS等手段对它们的结构进行表征。同时,利用2D-ROESY图谱证明了它们在水中存在自包结现象。二、利用这些环糊精氨基衍生物催化水LXH254分子量相不对称aldol反应。其中,含(1S,2S)-(+)-1,2-环己二胺基团的催化剂CD8显示出最好的催化效果,以柠檬酸缓冲溶液为溶剂(p H=3)在0℃下反应能获得较好的收率(86%)和立体选择性(94%ee)。在机理研究中,通过NMR、Job曲线和HRMS等方法推测其催化形式为烯胺催化。三、研究四种环糊精氨基衍生物(CD5-CD8)对羧酸及其类似物(对甲基苯甲酸、对甲基苯磺酸、对甲基苯酚和对甲基苄醇)的分子识别行为。采用Job曲线和核磁滴定对它们的包合计量比和结合常数分别进行了测定。四种环糊精氨基衍生物与羧酸及其类似物的包合计量比均为1:1,结合常数在10～10~4 M~(-1)之间。其中,CD7与上述4种对甲基苯甲酸及其类似物的结合常数分别为37842、1474、921、19 M~(-1),显示出对羧酸非mediator subunit常高的选择性识别能力。进一步利用~1H NMR和2D-ROESY等方法研究了CD7与上述四个客体分子的包合行为。以上研究结果表明,环糊精第二面修饰给水相超分子催化及高选择性分子识别带来了新机遇。本论文的发现将为环糊精第二面作为新兴的催化和分子识别平台的进一步发展提供依据。