本文对酮和烯烃的不对称催化氢化以及羰基化合物的硅氢(氰)化反应进行了系统的研究,合成了一系列新型杯[四]芳烃衍生物并对其在催化氢化及酯化反应中的应用进行了考查。本文的第一部分报道了NH/π静电吸引在芳香酮不对称氢化反应中的作用。Noyori小组发展的双膦双胺体系对酮的不对称氢化反应表现出了非常好的催化性能,在其外围金属-配体双功能活化的反应机理中,双胺配体上的一个NH2参与形成了过渡态,活化了钌氢活性物种对酮羰基的进攻。在此基础上,我们提出双胺配体上另外一个NH2与酮底物苯环之间可能存在着NH/π静电吸引作用,对催化剂和酮底物之间的对映选择性区分是非常重要的。通过系统的实验对比考查,对该推论进行了验证。通过使用不同电子性质的对位取代的苯乙酮底物(7个例子)不对称氢化反应结果模拟出的Hammett线性关系,我们发现供电子对位取代基对反应对映选择性的提高起到非常重要的积极作用。通过这一实验结论对不同对位取代基的二苯甲酮类底物(7个例子)不对称氢化反应结果进行了分析,并针对以往其他小组的工作结果给出了更为合理的解释。本文的第二部分合成并表征了一系列口袋型杯[四]芳烃衍生的手性双齿亚磷酸酯配体,其与金属铑原位制得的配合物成为催化α-脱氢氨基酸甲酯1a和1b不对称氢化反应的活性催化剂。杯芳烃上缘酚氧对位取代基R1和其下缘1,3-O-烷基取代基R2对不对称氢化反应活性及手性诱导效应产生较大的影响,当R1 = -C(CH3)3、R2 = -CH2CH2CH3时,即配体3b表现出了最好的催化性能。在最佳的反应条件下,催化剂体系3b/Rh对于底物1a和1b不对称氢化反应给出高达98% ee值的结果。另外我们还制备了一系列新型对叔丁基杯[四]芳烃1,3-二酯衍生物,并对其催化羧酸和醇或酚酯化反应的性质进行了初步探索。本文的第三部分报道了冠醚和杯芳烃在碱金属催化羰基化合物硅氢(氰)化反应中的应用。对于苯乙酮硅氢化反应来说,使用我们设计的冠醚/碱金属盐双功能活化催化剂表现出了较高的反应活性,尤以氮杂-18-冠-6钾盐催化活性最为突出,换用活性更高的硅试剂一苯基硅烷催化效率提高更多。我们发现冠醚和杯芳烃的空腔对拉近底物距离加快反应进程起到促进作用。遗憾的是我们合成的手性冠醚和手性链状醚对反应对映选择性没有给出令人满意的结果。对于苯乙酮硅氰化反应来说,该类双功能活化催化剂体系仍然表现出良好的反应活性,其中锂离子对硅氰化反应的活化作用尤为显著。