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氮杂环卡宾是一类非常重要的有机小分子催化剂，近年来在催化醛和烯酮极性反转的反应中应用广泛。本论文主要研究了氮杂环卡宾催化不饱和醛与吲哚醌的不对称环加成反应，不饱和醛与酮亚胺的不对称氮杂安息香缩合反应，以及氮杂化卡宾催化联烯酸酯和烯酮的环加成反应。
论文的第一部分，研究了手性氮杂环卡宾催化不饱和醛和吲哚醌的不对称环加成反应。研究发现，在手性氮杂环卡宾催化下，不饱和醛与吲哚醌类化合物可以发生环加成反应，以高产率和优异的对映选择性及非对映选择性得到吲哚-γ-内酯螺环化合物。
论文的第二部分，研究了手性氮杂环卡宾催化不饱和醛和活泼亚胺的不对称氮杂安息香缩合反应。使用带有羟基的双官能团氮杂环卡宾首次实现了不饱和醛的氮杂安息香缩合反应，以优异的对映选择性得到了一系列不饱和的α-氨基酮类化合物，并对产物进行了有用转化。
论文第三部分，研究了氮杂环卡宾催化联烯酸酯和三氟甲基芳基酮的[2+2+2]环加成反应。使用游离的氮杂环卡宾可以催化联烯酸酯与活泼羰基化合物的环加成反应，得到不同于氮、膦催化的[3+2]和[2+2]产物。
论文第四部分，研究了氮杂环卡宾催化烯酮和氧杂二烯的[4+2]环加成反应。通过在查尔酮中引入吸电子的氰基，我们顺利实现了氮杂环卡宾催化的烯酮与氰基查尔酮的不对称环加成反应，得到了一系列多取代的手性δ-内酯类化合物。