手性开链季碳构筑是不对称催化合成研究中的挑战性难题。本论文利用所在课题组发展的手性伯胺催化，开拓α-支链酮的不对称催化官能化反应，实现了对羰基α-位手性开链季碳和叔碳的高效高选择性构筑。具体包括:　　1)含氟的手性季碳中心在药物分子中广泛存在，而立体选择性构筑含氟手性季碳中心一直是有机氟化学的研究重点和难点。本论文发展了手性伯胺催化α-支链酮的不对称氟化反应，实现了含氟季碳中心的高效高选择性催化合成。研究发现，利用同一种手性伯胺催化剂，通过简单改变氟化试剂，可以实现手性中心的绝对构型反转。实验和理论计算揭示了基于阳离子的静电排斥作用是构型反转的主要因素，进一步建立基于阳离子静电互斥的立体化学模型，扩展了手性伯胺催化的应用范畴。　　2)催化不对称Mannich反应是构建C-C键的强有力手段，虽然Mannich反应历史悠久，但仍有亚胺稳定性差、胺基保护基难以脱除、底物适用范围窄等难题亟待解决，极大限制了不对称Mannich反应的合成应用。本论文围绕上述问题，发展了系列N,O-缩醛亚胺试剂（简称NOAc试剂），该试剂易于合成衍生化，且可稳定保存商品化。围绕此类试剂，利用手性伯胺催化发展了系列高效高选择性的不对称Mannich反应，包括甲醛、乙醛酸酯、氟乙醛、氯乙醛等NOAc亚胺试剂的催化不对称反应，可高立体选择性合成α-氨基酸，β-氨基酸，手性三氟甲基胺，二氟甲基胺，三氯甲基胺，五氟乙基胺等一系列手性胺化合物，提供了多样化手性胺化合物的合成新途径。