金属卡宾在过去的近二十年里获得了广泛的关注和长足的发展,尤其在金属卡宾参与的不对称合成领域,越来越多的化学工作者投身到卡宾化学的研究中来。相比于重氮化合物,炔烃化合物作为卡宾前体参与的化学反应展现了诱人的发展前景,引领着卡宾化学未来发展的方向。这类卡宾前体具有操作简单安全,原料廉价易得的特点,相关的研究层出不穷。含氮杂环结构广泛存在于生物医药,功能材料和催化剂配体中,如何高效地利用氮杂共轭烯炔为卡宾前体,发展相应的不对称方法学仍然是一个亟待解决的科学难题。本论文主要围绕氮杂共轭烯炔为卡宾前体的不对称合成化学展开研究,首次实现这类氮杂共轭烯炔的不对称转化,探索了这类反应在轴手性分子合成中的应用。另外,本论文探索研究了炔卤,亚硝基芳烃串联合成异噁唑啉的反应。本论文主要分为以下四个部分:第一章概述了各类卡宾前体的研究进展,对非重氮卡宾前体参与的不对称反应作了比较详细的介绍。这些卡宾前体包括腙类,胺类,苯基碘鎓叶立德,三氮唑,环丙烯,炔丙酯,1,n-烯炔,烯炔酮/醛等。第二章首先阐述了以氮杂共轭烯炔作为卡宾前体的不对称卡宾转移反应存在的科学问题:一方面,氮杂共轭烯炔5-exo-dig与6-endo-dig环化能垒非常低且接近,因此存在两种环化模式的竞争。氮原子的存在导致底物容易发生无催化剂条件下的自身环化,干扰了过渡金属的手性诱导过程。另一方面,底物中氮原子的存在带来了催化剂毒化的问题,使得这类反应具有更高的挑战性。通过应用桥联原子-保护基协同调控氮原子的策略,我们有效地解决了以上问题。另外配合手性二价铑催化剂的使用,首次实现该类型底物的不对称转化。该反应条件温和,底物适用范围广,可用于合成一系列手性异吲唑二氢苯并呋喃衍生物。第三章在前面的建立的方法学基础上,通过中心-轴手性转移策略,实现了这类手性异吲唑二氢苯并呋喃产物在5,5’-二芳环轴手性化合物合成上的应用。值得注意的是,5,5’-二芳环轴手性化合物由于自身旋转能垒比较低,容易发生自身消旋,导致这类手性化合物的不对称合成存在较大的挑战。本方法成功为这类轴手性骨架的合成提供一个崭新的思路。另一方面,氮杂烯炔中引入的桥联氮原子可以作为产物后期修饰的导向基团,实现手性产物的一系列碳氢官能化,进一步拓展了这类不对称反应的应用范围。第四章介绍了炔卤,亚硝基芳烃串联合成异噁唑化合物反应。在无催化剂的条件下,亚硝基诱导炔卤发生卤素的1,2-迁移重排,生成烯基硝酮中间体,在高活性的马来酰亚胺的捕捉下,发生[3+2]环加成反应,得到一系列异噁唑啉化合物。该反应原料简单易得,绿色,高效,避免了过渡金属等催化剂的使用,化学选择性地实现异噁唑化合物的快速构建。值得注意的是,这是一种全新的亚硝基芳烃与炔卤的反应模式。