过去半个世纪,众多拥有各式各样的配位基团和骨架的手性配体被合成并报道。这些配体被成功应用于各种不对称催化反应,在天然产物和药物分子的不对称合成中起了关键作用。中心手性是手性配体的设计中的重要元素之一。在设计与发展新型手性配体时,化学家们的注意力大多集中在具有稳定的中心手性如碳原子、磷原子和硫原子的中心手性。氮原子由于其中心手性非常不稳定,所以几乎没有氮中心手性的配体被报道。我们设计并合成了一类结构简单并且拥有不稳定氮中心手性的新型手性氮膦配体Rong-Phos,并合成了Rong-Phos衍生出的具有稳定氮中心手性的Rong-Phos铱配合物。由同一个Rong-Phos和铱前体通过不同的配位条件,可以选择性地合成两种氮中心手性不同的Rong-Phos铱配合物。这一对氮中心手性不同的非对映异构体铱配合物在环外α,β-不饱和内酰胺的不对称氢化反应中表现出了手性翻转的现象,而且都能以良好到优秀的对映选择性和反应活性得到产物。DFT计算和机理研究结果表明Rong-Phos铱配合物的氮中心手性在手性诱导过程中起了关键作用。此外,我们还对Rong-Phos铱配合物催化一系列环外α,β-不饱和羰基化合物的不对称氢化反应进行了研究。本论文具体包括以下四方面内容:1.手性氮膦配体Rong-Phos的设计与合成我们设计并合成了一类结构简单并且拥有不稳定氮中心手性的新型手性氮膦配体Rong-Phos。参照文献报道的步骤,Rong-Phos由可得的起始原料经三个简单的步骤以高产率合成。Rong-Phos性质稳定,在其苯环骨架的α位能以各种各样的取代基团来丰富催化剂的性质,在此基础结构上,进一步地还可以对其苯环骨架和膦上取代基进行修饰,可以构建丰富的配体库,有望在金属催化的不对称催化中得到应用。2.氮中心手性可调控的Rong-Phos铱配合物的合成我们提出了氮中心手性可调控配体的概念来强调氮中心手性在手性配体设计中的重要性。我们发现铱配合物的氮中心手性可以借助配体本身存在的碳中心手性在与铱进行配位过程中形成。由同一个Rong-Phos和铱前体通过不同的配位条件,可以选择性地合成两种氮中心手性不同的Rong-Phos铱配合物。3.通过调控Rong-Phos铱配合物氮中心手性实现的α,β-不饱和内酰胺的不对称氢化反应手性翻转的研究我们发现一对氮中心手性不同的非对映异构体铱配合物在五元环外α,β-不饱和内酰胺的不对称氢化反应中表现出了手性翻转的现象,而且能以良好到优秀的对映选择性和产率得到产物。本篇工作是第一例报道的由改变氮中心手性实现不对称催化反应的手性翻转。通过DFT计算对反应机理进行了研究,结果表明配体的N-H部位和底物的羰基形成了氢键作用,氮中心手性在手性诱导过程起了关键作用。4.Rong-Phos铱配合物催化的不对称氢化反应研究具有α-碳中心手性的环状羰基化合物是药物化学和不对称合成中的重要分子,引起了化学家们极大的兴趣。我们合成了一类新型铱配合物,并成功将它用于六元和七元环外α,β-不饱和内酰胺及其他多种环外不饱和羰基化合物的不对称氢化反应,合成了一系列高光学活性的具有α-手性碳中心的羰基化合物。