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本论文的主要内容是对轴手性膦-咪唑啉配体应用于钯催化的不对称反应方法学研究,同时也尝试了在过渡金属作用下的多官能团吲哚底物的串联反应研究,全文主要分为三个部分: 第一部分:设计并合成轴手性膦-咪唑啉配体并将其应用于不对称烯丙基反应。从(R)-BINOL合成的一系列基于联萘骨架的轴手性膦-咪唑啉配体I-L1~I-L10成功地应用于钯(Ⅱ)催化的1,3-二芳基烯丙基乙酸酯与丙二酸二甲酯或者1-氟双苯基磺酰甲烷的不对称烯丙基取代反应中,该反应以高达96%的产率以及最高98%的ee值得到相应的烷基化产物。 第二部分:轴手性膦-咪唑啉配体应用于钯(0)催化的乙烯基环丙烷与亲偶极子的形式上不对称[3+2]环加成反应。(1)研究了钯和轴手性膦-咪唑啉配体催化的乙烯基环丙烷与β,γ-不饱和α-酮酯的不对称[3+2]环加成反应,能以高达96%的产率、大于20∶1的dr值以及最高98%的ee值得到官能团化的手性环戊烷衍生物。(2)考察了乙烯基环丙烷与靛红在钯和轴手性膦-咪唑啉配体作用下的的不对称[3+2]环加成反应,以高达98%的产率、94∶6的dr值以及最高96%的ee值得到各种取代的氧化吲哚螺四氢呋喃衍生物,并对产物进行了进一步转化。(3)发展了钯和轴手性膦-咪唑啉配体促进的乙烯基环丙烷、3-重氮氧化吲哚和马来酰亚胺的三组分串联反应,以中等到良好的收率以及良好到较高的非对映选择性和对映选择性一锅法得到多取代的氧化吲哚螺四氢吡唑衍生物。这是一类原子经济性的反应,且是首例文献报道的重氮化合物作为亲偶极子参与到环加成反应中的工作。 第三部分:过渡金属催化的多官能团吲哚底物的串联反应。(1)研究了铑催化的3-重氮氧化吲哚、吲哚和靛红衍生的Boc亚胺的三组分反应,以优秀的收率以及良好到优秀的非对映选择性高效地构建了官能团化的3,3',3"-三吲哚衍生物。(2)发展了一类过渡金属催化的吲哚联烯底物的分子内形式上环加成反应。通过使用不同的金属催化剂,反应能够区域选择性以及立体选择性的合成吲哚多并环化合物。当以PtCl2或[JohnPhosAu]NTf2为催化剂时,能够发生一步分子内[3+2]环加成反应,得到互为差向异构体的两种产物;当用[IPrAuCl]/AgNTf2催化反应时,可以得到[2+2]环加成产物,在此联烯作为二碳合成子。最后我们对反应机理进行了研究并提出了可能的反应历程。