碳-碳键、碳-氮键的构建是搭建有机物碳骨架的必要步骤,也是有机合成中必须解决的核心问题。酮与醇的α-烷基化属于碳碳键构建的重点反应,传统合成方法通过加入当量的碱以及有毒的卤代烃与亲核试剂进行烷基化,而产生当量的无机盐造成原子浪费以及环境污染。类似的,N-甲基化反应是构建碳氮键的一类重要反应,而其产物具备的N-甲基化结构表现出极高的生物活性以及药理活性。氢自动转移反应允许反应使用难以激活的醇为烷基化剂（甲醇作为甲基化剂）进行反应,这代表了最具前途的合成方法。我们希望开发一种水溶性过渡金属催化剂在水相以更加温和的条件下进行α-烷基化以及N-甲基化。应用苯乙酮与苯甲醇反应为基准反应,以水作为溶剂在空气回流条件下加入铱催化剂[{Ir（Cp*）（Cl）}₂（thbpym）][Cl]₂以及碱（氢氧化钾）成功得到了期待产物,相同的条件下拓展各种不同的取代基获取了一系列的α-烷基化产物。另外,我们使用此催化体系成功合成了治疗阿尔兹海默症的药物多奈哌齐。进一步探索此催化体系在水相中对N-甲基化反应的催化效果。以苯磺酰胺与甲醇为反应模板,探索了最优的反应条件并应用于磺酰胺、苯胺以及脂肪胺类底物与甲醇的N-甲基化反应。本论文成功利用含有4,4’,6,6’-四羟基-2,2’-联嘧啶（thbpym）配体的水溶性催化剂[{Ir（Cp*）（Cl）}₂（thbpym）][Cl]₂在水相中催化酮与醇的α-烷基化反应,以及在水相中催化胺与甲醇的N-甲基化反应。该催化体系对环境友好,副产物只生成水而不产生其他废物,原子利用率高;利用水作为溶剂,放弃使用有机溶剂更加绿色环保,具备良好的应用前景。