本论文的主要工作是利用一些天然的手性氨基酸等为催化剂，催化水介质中醛与酮之间直接的不对称aldol反应以及醛、酮和胺的一锅法Mannich反应，并从立体和区域选择性上研究了水介质中这些有机反应的特点。 　　论文的第1章，概述了水的结构特点以及水介质中有机反应的研究概况、羟醛反应的研究背景、Mannich反应的研究进展等主要内容。 　　第2章，以手性氨基酸L-脯氨酸(L-Proline)为催化剂，手性Bronsted酸D-CSA为添加剂，催化了水介质中芳香醛与丙酮、环戊酮和环己酮之间直接不对称的aldol反应，得到了44～99％e.e.的β-羟基酮类目标产物。 　　第3章，本文合成了8种稀土-脯氨酸配合物(RE-Proline)，并以这些RE-Proline为催化剂，催化了1,4-二氧六环/水混合介质中对硝基苯甲醛与丙酮、环戊酮和环己酮之间直接的不对称aldol反应，得到了36～99％e.e.的β-羟基酮。同时，为了研究溶剂对反应立体选择性的影响，本文仍以RE-Proline为催化剂，催化了水介质中对硝基苯甲醛与环戊酮、环己酮之间直接的不对称aldol反应，得到了理想的非对映选择性目标产物。 　　第4章，使用无机碱NaHCO3、Lewis酸Zn-Proline及Zn-Proline/NaHCO3和Zn-Proline/L-Proline等催化剂，催化了水介质中的直接aldol反应，发现酸碱协同催化的aldol反应，可以缩短反应时间，并保持较高的立体和区域选择性。 　　第5章，将带苯环侧链的3种天然氨基酸L-酪氨酸(L-Tyr)、L-苯丙氨酸(L-Phe)、L-色氨酸(L-Try)进行磺化，得到5种手性和消旋的氨基酸磺化产物，使用樟脑磺酸和磺化氨基酸催化了水介质中醛、胺、酮直接Mannich反应，得到了高非对映和区域选择性的β-氨基酮。