本论文旨在探索发展简洁、高效、高选择性的不对称催化合成光活性分子的新方法,特别是以手性含氮杂环化合物的合成为目标。利用双噁唑啉(BOX)配体-金属络合物,本文高对映选择性地催化合成了一系列光活性吲哚类衍生物。另外,首次不对称合成了一系列结构新颖高光学纯的含手性季碳氮杂芳香化合物。第一,吲哚与α,β-不饱和酰基磷酸酯在手性芳甲叉基双噁唑啉配体Lla-Cu(OTf)2络合物催化下发生Friedel-Crafts烷基化反应,对映选择性地得到了一系列3-吲哚羧酸酯类化合物。反应底物普适性好,催化剂廉价易得,产物的收率和光学纯度高(up to 98% yield, up to 97% ee),可以用来制备手性色胺衍生物。特别是对于N-未保护的吲哚与β-烷基取代-α,β-不饱和酰基磷酸酯的反应,我们的催化体系是迄今表现最优秀的催化体系之一。第二,3-甲基吲哚和β,γ-产不饱和-α-丁酮酸酯在手性芳甲叉基双噁唑啉配体Lla-Cu(OTf)2络合物催化下发生Friedel-Crafts烷基化/N-半缩醛化串联反应。温和条件下,高收率和高对映选择性地得到了一系列具有潜在医药活性的2,3-二氢吡咯[1,2-a]吲哚衍生物(up to 98:2 d.r.,98% ee)。催化效果与已报道的Inda-Box配体的相当(产物的绝对构型与之相反)。该方法为此类生物碱的合成提供了一种有效的途径。第三,2-乙酰基氮杂芳香烃与α-取代-β-硝基丙烯酸酯在Evans型双噁唑啉配体L2a-Ni(acac)2络合物催化下发生不对称Michael加成反应,首次高对映选择性地得到了一系列含手性季碳氮杂芳香环α,α-双取代-β-硝基酯类化合物。并对一些催化产物进行了衍生化,得到含氮芳香杂环β2,2-氨基酸酯及其衍生物,并且首次实现了芳香环取代的含手性季碳中心琥珀酸衍生物的催化不对称合成。该方法学研究为β-硝基酯类化合物及其衍生物以及琥珀酸衍生物等含手性季碳中心化合物的合成提供了一种新策略,为新药物、新功能性材料等的研发奠定了新的方法学基础。催化反应具有以下优点：1)、催化反应条件温和(室温下进行),收率和对映选择性高；2)、反应的底物普适性好,对于2-乙酰基吡啶、2-乙酰基嘧啶、2-乙酰基喹啉等六元或苯并六元氮杂芳烃和2-乙酰基噻唑、2-乙酰基噁唑、2-乙酰基咪唑、2-乙酰基苯并噻唑、2-乙酰基苯并咪唑等五元或苯并五元氮杂芳烃,反应均能达到优秀的对映选择性(92～>99%ee)；3)、产物结构新颖,可以很容易地实现多样化衍生,用于手性β2,2-氨基酸酯、吡咯啉、γ-内酯、γ-内酰胺和丁二酸酯等衍生物的不对称合成。