生物催化剂具有选择性高、条件温和、环保、经济可行等优点,已经被广泛应用于化学、医药、农药等有机合成中。然而自然界中酶的种类是有限的,而且酶具有专一性,只对一定的底物起作用,因此发现和研究生物酶的新催化功能成为一个极具挑战性和吸引力的研究课题。酶的催化多功能性,即酶的活性位点除了可以催化天然反应以外,还能够催化第二种甚至更多反应,它可以广泛的拓展现存酶的应用范围,同时也为化学的绿色合成提供了新的方法和途径。本论文首次发现蛋白酶催化形成C-C键的Michael加成反应。酸性蛋白酶作为一种有效的生物催化剂可以催化酮和硝基烯的Michael加成反应,并对一系列条件包括溶剂、溶剂体积、含水量、温度和投料比进行了优化。酸性蛋白酶同时可以催化较为广泛的底物发生Michael加成反应,并且可以得到相对较好的产率,最高可以达到84%的产率。SDS与NBS抑制的对照实验表明确实是酶催化,但是机理方面并不明朗,还需要进一步的研究。本论文还首次发现生物催化剂催化三组分的直接不对称Mannich反应,主要研究了粗蛋白和α-淀粉酶在有机介质中催化的芳香醛、芳香胺和酮三组分的Mannich反应。粗蛋白主要包括α-淀粉酶,脂肪酶和胰蛋白酶。我们对该粗蛋白的主要成分进行了催化对比,发现起主要催化作用并得到较高ee值的是a-淀粉酶。同时我们也对影响粗蛋白和a-淀粉酶催化的主要因素进行了探索,包括溶剂、含水量、温度、酶量、投料比以及pH等。通过实验我们发现粗蛋白和α-淀粉酶都可以催化较为广泛的底物得到目标产物,并且可以得到满意的产率和中等到较好的立体选择性。粗蛋白在1,4-dioxane中催化Mannich反应可以达到87%的产率,82%的ee值和84：16的dr值,并且通过实验发现一种酶在不同溶剂中催化同一反应所需要的含水量和温度都有所不同。α-淀粉酶在1,4-dioxane中催化该反应可以达到87%的产率,81%的ee值和86：14的dr值。