过渡金属催化的有机反应对有机催化合成领域具有重要的意义。不对称合成反应能够选择性地生成带有手性中心的化合物,其中手性胺以及手性醇都是工业生产中十分重要的化合物,广泛应用于生物、农化、精细化工、聚合物、增塑剂等领域。此外,具有C=C键和硼酯的烯基硼酸酯,也是一类重要的有机合成中间体,可以发生多种转化反应,常用于合成复杂分子和天然产品,在合成领域具有非常重要的地位。催化剂可以调控化学反应的选择性和反应速率,提高生产效率、降低能源消耗和生产成本,驱动多种化学反应,使化学合成更简捷环保。因此,开发高选择性和高活性的催化剂成为有机化学领域一项颇具挑战的任务。本论文采用密度泛函理论（DFT）计算方法对过渡金属铱钌钯催化的不对称反应和氧化硼化等有机反应进行理论研究,探讨反应中高选择性高活性的来源,为发展高效合成方法以及设计合成高活性的不对称催化剂提供理论指导。主要研究内容如下:1.采用DFT方法计算研究了过渡金属双膦双胺钌催化剂催化烯丙醇和仲β-氨基酮不对称转移氢化反应。计算结果表明该反应采用借氢策略进行,酮加氢反应的氢化物转移步骤不仅是决速步,同时也是手性决定步骤。R/S路径的自由能垒分别为15.5/13.1 kcal/mol,这与实验结果非常吻合,而且反应模式符合不对称化学中的反“锁-匙”模型,为了扩大催化剂适用范围,对底物进行了调变,发现该催化剂可以催化脂肪族酮类的加氢。2.采用DFT方法计算研究了Cp*Ir配合物催化外消旋醇与手性叔丁基亚磺酰胺的非对映选择性胺化反应的机理。计算结果表明,在醇脱氢过程中,氢负离子和质子的转移是协同且同步的,而在亚胺的不对称转移氢化（ATH）过程中则是分步进行的。在整个催化循环中,生成R和S构型产物的能垒分别是9.3和19.2 kcal/mol,与实验结果一致,此外发现该反应的非对映选择性主要来源于亚砜基中的氧原子与催化剂胺配体中氮原子之间的氢键作用。3.采用DFT方法计算研究了Pd（OAc）2催化对甲苯磺酰腙的氧化硼化反应的机理。整个催化循环由六个基元步骤组成,计算结果表明对于整个催化循环来说转金属化步骤是决速步,其能垒为24.25kcal/mol。此外,生成E构型和Z构型产物的反应能垒分别为1.76和4.85 kcal/mol,与实验中观察到的现象一致。变形能-相互作用能分析（DIA）和自然键轨道（NBO）分析结果表明该反应的立体选择性来源于底物与催化剂之间的轨道相互作用。4.采用DFT方法计算研究了醋酸钯催化的强烷基C-O键活化的反应机理。通过对C-N偶联存在的可能路径进行计算,确定了整个催化循环的最优势路径。计算结果表明整个催化循环的决速步是质子脱钯步骤,其能垒为24.3 kcal/mol,反式亲核钯化和β-O消除都要比顺式更有利,这与实验研究所得到的结果相一致。其次通过使用不含导向基团的底物进行计算,解释了实验中在不含AQ的情况下观察不到产物的原因。最后,对底物进行调变,扩大了该导向策略的适用范围,发现对于离去基团在β位的底物可以适用于该策略。