光学纯的哌嗪类化合物作为重要的六元含氮杂环化合物其骨架结构广泛存在于众多天然产物及药物分子之中。此类化合物具有特殊的环状联氨结构,主要作为竞争性抑制剂表现出相应的生理活性。因此,发展高效的不对称合成方法来构建此类光学活性的哌嗪化合物具有重要的合成意义。我们发展了以手性金配合物作为催化剂,以偶氮化合物作为亲双烯体,通过不对称的氮杂Diels-Alder反应构建光学活性哌嗪类化合物的方法。通过研究发现金配合物能以σ路易斯酸的形式高效地活化偶氮中的氮-氮双键,降低其LUMO轨道的能量；而金配合物上对应的手性膦配体可以提供合适的手性环境控制这一反应的立体选择性。与此同时我们还实现了金配合物催化的串联烯炔环异构化/不对称环加成反应。在这个反应中,金配合物首先作为π-路易斯酸催化烯炔类底物发生环异构化现场生成双烯体,然后作为σ-路易斯酸催化偶氮与双烯体发生[4+2]环加成反应。借由此方法可以快速构建一系列结构多样性的光学活性哌嗪类化合物。该工作一方面为发展类似的不对称氮杂Diels-Alder反应提供了借鉴,另一方面为探索金配合物作为。路易斯酸催化反应这一研究得较少的领域提供了新的思路。为了拓展偶氮类化合物环化反应的应用范围并且加深理解金属活化偶氮化合物的模式,我们研究并发展了磷酸银催化的氮杂Diels-Alder反应。在此反应中手性阴离子作为唯一的立体选择性控制手段,各类底物均以高区域选择性及立体选择性发生环化得到目标产物。并且在研究过程中我们发现底物上带有羟基会造成主产物区域选择性的翻转。在以上两个工作的基础上我们逐步建立起合适的催化体系用于偶氮参与的环加成反应的立体选择性控制。通过此类方法可以快速构建结构多样的1,2-二胺哌嗪类化合物,并通过简单的衍生得到具有生物活性的实用分子。