双功能催化(bifunctional catalysis)与协同催化(cooperative catalysis)是通过多种模式相结合活化底物的反应策略,是实现惰性C-C键、C-X(杂原子)键断裂与重组的有效方法,在有机不对称合成,特别是多手性中心、困难化学键的构建中有着重要应用。然而,过渡金属Lewis酸参与的双功能催化或协同催化却往往受到催化剂兼容性、底物、反应普适性等问题的影响,相关的报道较少。针对这一研究现状,本论文将以课题组原创的过渡金属(铱、铑)八面体中心手性Lewis酸配合物为模板,设计新型双功能催化剂,用于不对称催化困难C-C键的形成,此外,将金属中心手性配合物与可见光催化剂组成新型协同催化体系,用于可见光驱动的手性C-N键构建,为发展高效、绿色的不对称转化提供新的思路。第一章为绪论,分别介绍了过渡金属Lewis酸参与的双功能催化及协同催化的研究现状。第二章为研究内容一:铱中心手性双功能催化剂的设计、合成、及其应用。经分子模拟及前期配体筛选,确定了以尿嘧啶取代苯基苯并噁唑环金属化铱(Ⅲ)配合物作为催化剂的主体骨架,并通过辅助剂介导法成功合成了催化剂的单一对映体,其结构及构型经单晶衍射确定,光学纯度经HPLC鉴定大于99%ee;之后,对该催化剂的性能进行了系统测试,并发现其在吲哚C2位的不对称烷基化反应中表现出高催化活性和立体化学控制能力。值得一提的是,吲哚因C2位的反应活性低常见催化剂难以有效进行催化该类反应,手性控制则更加困难。在与单功能催化剂的对比中,进一步证明了尿嘧啶作为第二功能性基团的必要性。第三章为研究内容二:铑中心手性Lewis酸/可见光催化剂协同催化体系的开发及应用。本章工作我们提出了一种新型的构建羰基β-位手性C-N键的方法。我们推测了一类新型的反应机理,即为光催化条件下的PCET过程,随即发生立体选择性的自由基偶联反应最终形成一系列手性C-N键。此类自由基偶联机理为手性C-N键的构筑提供了新思路。第四章是论文工作的总结与展望。