协同催化是通过不同类型催化剂共同使用(共催化)或者单一催化剂以不同方式活化反应底物(双功能催化)的策略,为困难化学键的形成、或者多手性中心分子的构建,提供有效途径,在过去的十几年中取得了飞速发展,特别是在不对称催化中具有广泛的应用。然而,已发展的许多共催化体系或双功能催化剂往往具有结构特殊、用量较高、兼容性较差、适用的催化反应类型有限等缺点,因此,发展新型协同催化、双功能催化体系,用于不同的有机不对称转化,是一个具有重要研究意义和应用价值的方向。本论文以地壳含量丰富、毒性低的第一过渡金属镍为对象,筛选单一廉价易得的手性镍配合物,用于双功能催化可见光不对称反应,非贵金属催化剂一方面介导可见光氧化还原,另一方面控制自由基转化过程的立体化学,为可见光氧化还原中实现不对称反应提供高效、绿色的新方案。此外,我们围绕基于金属-配体协同效应的双功能手性催化剂展开了初步研究。第一章为绪论,简单综述了过渡金属手性配合物参与的共催化以及双功能催化的研究现状,对论文的研究意义和方案进行讨论。第二章为可见光驱动Ni(Ⅱ)-DBFOX配合物催化的自由基不对称共轭加成。通过实验筛选,我们发现手性配合物Ni(Ⅱ)-DBFOX具有可见光吸收和激发的能力以及一定的氧化还原性能,具有以及可见光催化的潜力。进一步的实验表明,该类配合物在α-硅基胺与α,β-不饱和的羰基化合物的可见光自由基反应中表现出良好的活性催化反应过程中,Ni(Ⅱ)-DBFOX配合物既作为可见光氧化还原催化剂,又作为手性Lewis酸活化α,β-不饱和的羰基化合物并控制自由基的对映选择性加成,是一种廉价易得的双功能催化剂。反应获得了一系列的γ-氨基羧酸衍生物以及γ-内酰胺,并取得了良好到优秀的对映选择性以及产率。配合物紫外可见光谱、循环伏安曲线、荧光淬灭、控制实验等充分证明了可见光自由基加成机理的合理性。这一反应策略规避了传统可见光不对称反应中贵金属催化剂的使用,在温和条件下以廉价易得的单一催化剂双功能催化反应的进行,为自由基反应难以控制立体选择性的难题提供新的方法,为手性分子的合成打开了一扇经济、绿色的大门。第三章为基于金属/配体协同效应的双功能手性配合物的合成及性能初探。我们将金属/配体协同效应用于手性配合物的设计,通过多齿手性配体与含β-NH或β-位碱性基团的双齿吡唑型配体的结合,设计并合成了多种结构新颖的双功能手性配合物,其结构得到了核磁、质谱、单晶衍射等的表征。我们以环戊酮与硝基烯烃之间的Michael加成为模型,初步测试了配合物的催化性能。虽然未能成功催化,由于时间的原因在本论文中也没有进一步深入,但初步的研究为后续工作中配合物的设计、反应的选择提供了一定的思路。第四章是总结与展望。