手性化合物广泛应用于医药,精细化工,材料科学等诸多领域。其中,手性有机硼化合物和手性环戊烯酮化合物在有机合成中扮演着重要角色。过渡金属催化的不对称反应是合成手性化合物最高效的方法之一。但目前高效催化剂的中心金属主要为钌、铑、钯、铱等贵金属,这些贵金属不仅储量少、价格贵,而且对人体毒性较大。铁、钴、镍等廉价金属来源丰富、生物兼容性好,一直被认为是贵金属在催化领域最理想的替代品。近些年来,尽管廉价金属催化的不对称合成已经取得了一定进展,但适合廉价金属的手性配体以及高效的催化反应类型仍然比较局限。本论文主要围绕设计合成新型手性配体实现廉价金属催化的挑战性烯烃的高对映选择性硼氢化反应以及发展新型廉价金属催化的不对称串联Nazarov环化反应两方面展开,具体内容如下:第一部分:钴催化手性调控大位阻苯乙烯不对称硼氢化反应研究。通过对噁唑啉亚胺吡啶配体(OIP)改造,设计合成了更为柔性的新型噁唑啉胺异丙基吡啶配体(OAP)。利用OAP配体,我们实现了钴催化邻位取代大位阻苯乙烯的高对映选择性的硼氢化反应。同时,结合OIP钴催化体系,实现该反应的手性双调控。另外,结合对照实验和氘代实验,也分别提出了反应的可能机理以及中间体模型。第二部分:镍催化的不对称串联Nazarov环化/脱羧反应研究。利用OIP配体,我们发展了镍催化的不对称串联Nazarov环化/脱羧反应,能以优异的产率和对映选择性得到去酯基的手性环戊烯酮化合物。机理研究显示,该反应经历了镍催化的Nazarov环化反应和镍促进的脱羧反应两个过程。第三部分:镍/铜双催化串联Nazarov环化/脱羧aldol反应研究。利用醛作为亲电试剂,我们继续研究了镍/铜双催化的串联Nazarov环化/脱羧aldol反应,能以良好的产率和非对映选择性得到相应的环戊烯酮化合物。利用手性配体,我们也对不对称的转化反应进行了初步尝试。第四部分:钴催化不对称串联Nazarov环化/氟化反应研究。通过将OIP配体的噁唑啉环换成更富电子的噻唑啉环,我们合成了新型噻唑啉亚胺吡啶配体(TIP)。利用NFSI作为氟化试剂,我们报道了 TIP钴络合物催化的不对称串联Nazarov环化/氟化反应,一步构建含氟手性四级碳中心的α-氟代环戊烯酮化合物。第五部分:实验部分。具体描述了本论文中的原料制备方法,反应操作过程和化合物的鉴定数据。