手性化合物广泛存在于自然界中,并已被广泛应用于不对称合成、功能材料以及医药等领域。精准构筑具有高光学活性的有机分子一直是合成领域的热点和难点。铂族贵金属不对称催化为医药以及精细化工行业合成高附加值的手性分子提供了一种高效的方法。相比于铂族贵金属,地球丰产金属具有储量丰富、价格低廉、生物兼容性好等优良特性。就绿色与可持续化学而言,诸如铁和钴等地球丰产金属是贵金属的理想替代品。目前,由于适合地球丰产金属的手性配体设计尚无成熟规律,其不对称催化存在很大挑战,存在如反应类型少、效率低、选择性差等问题,这大大限制了地球丰产金属在不对称催化领域的应用。炔烃,廉价易得且具有丰富的反应活性,这使得其成为有机合成中最重要的化学砌块之一。不对称串联反应为实现炔烃sp碳到手性烷基sp3碳的转化提供了可能。发展丰产金属催化炔烃高化学、区域以及对映选择性串联反应的方法具有重要科学意义和使用价值。但是,实现上述转化,存在一些问题亟待解决:1)地球丰产金属催化剂是否具有催化活性;2)如何实现反应的高化学、区域、对映选择性以及可能的非对映选择性;3)分步反应能否兼容于一锅反应。本论文主要聚焦于钴催化炔烃高选择性串联氢官能团化反应。第一部分:钴催化炔烃高化学、区域、立体选择性马氏硅氢化反应研究。利用手性啞唑啉亚胺吡啶(OIP)配体,我们实现了钴催化末端芳香炔烃高化学和区域选择性马氏硅氢化反应。该方法能兼容多种官能团,例如卤素、羟基、氨基、乙酰基、甲酰基、酯基、酰胺基、氰基以及碳碳双键等。该催化体系反应速率非常快,转化频率(TOF)高达65520 h-1。第二部分:钴催化末端炔烃高区域和对映选择性串联硅氢化/氢化反应研究。利用OIP钴配合物为催化剂,我们首次实现了末端炔烃高区域和对映选择性的一锅法串联硅氢化/氢化反应。该方法操作简便,以廉价易得的炔烃为原料,精准构建了系列高附加值手性二级有机硅烷,符合步骤经济性以及原子经济性。第三部分:钴催化非末端炔烃高区域和对映选择性串联硼氢化/氢化反应研究。利用手性咪唑啉亚胺吡啶(IIP)钴配合物为催化剂,我们首次实现了非末端炔烃高区域和对映选择性一锅法串联硼氢化/氢化反应,合成了系列高附加值手性二级有机硼酯。基于机理实验,我们提出了频哪醇硼烷可以高效促进三取代烯基硼酯不对称氢化反应的可能机理。第四部分:钴催化脂肪族末端炔烃串联不对称双硅化反应合成手性偕1,1-双硅化合物。相比于单硅化合物,手性双硅化合物由于缺乏高效的构建方法,化学家们对其研究较少。利用催化剂接力策略,我们首次实现了末端脂肪族炔烃高区域和对映选择性1,1-双硅化反应,构建了系列结构新颖的手性1,1-双硅化合物。该手性化合物可以立体专一性转化成手性硅醇、α-羟基硅烷等,也可以用于构建同时含碳中心以及硅中心手性硅烷。基于对照实验以及反应动力学研究,我们提出了反应的可能机理。综上,利用手性钴配合物为催化剂,原子经济性以及步骤经济性地实现了炔烃高化学选择性、区域选择性以及对映选择性地一锅法不对称氢官能团化反应,精准构筑了系列高附加值手性含硅以及含硼化合物。