手性配体在金属催化的不对称反应中起到至关重要的作用。过去几十年，发展新的手性配体并探索它们在金属催化的不对称反应中的应用已经成为不对称催化领域研究的热点。本课题组开发的具有芳香螺缩酮骨架的手性双膦配体SKP，由于其独特的骨架柔性及与金属配位的方式，已经被成功应用于一些不对称催化反应中并具有较好的手性诱导能力。本论文在课题组之前工作的基础上，以联烯或MBH加合物为底物，深入研究了SKP配体在Pd催化的不对称C-N、C-C和C-B键构建中的反应，取得了较好的收率及选择性。　　一、手性双膦配体SKP在Pd催化的联烯/CO/甲醇/芳胺的不对称多组分反应中的应用　　以手性双膦配体SKP与Pd(OAc)2现场生成的络合物作为催化剂，以二价铜盐为氧化剂，成功实现了首例单取代末端联烯、芳胺、CO和甲醇的多组分一锅法不对称催化反应，在温和条件下(常温，常压CO)，反应取得了较高的收率（最高达95％）、优秀的区域选择性(B/L＞92/8)和优良的对映选择性(最高达96％ ee)，得到了一系列手性的α-亚甲基-β-芳氨基的羧酸衍生物(36个实例)。该反应表现出较宽的底物适用范围，对于多种类型取代的联烯或芳胺底物，都取得了较优秀的结果。通过对关键中间体络合物类似物的合成以及一系列控制实验研究结果，提出了SKP与Pd(Ⅱ)的反式络合物可能是反应中的起始催化活性物种，并对相应的催化机理进行了初步探讨。通过将反应产物衍生转化为环庚烯稠合的手性β-内酰胺(88)以及手性二氢吲哚衍生物(89)，例证了该催化方法的合成价值。本研究为手性α-亚甲基-β-芳氨基羧酸衍生物的不对称催化合成提供了一个新的高效途径。　　二、手性双膦配体SKP在Pd催化的MBH加合物的不对称烯丙基烷基化反应中的应用　　许多天然产物和药物活性分子中都含有多重手性中心，其高效构建是不对称催化研究中的一个挑战性热点课题。本研究将手性双膦配体SKP(56a)与金属钯前体[Pd2(dba)3]现场生成的络合物成功应用于α-取代的1，3-二羰基类化合物108a-m对MBH加合物醋酸酯107a-m的不对称烯丙基烷基化反应，以较高的收率(62-96％)、良好到优秀的区域选择性(b/l63/27-97/3)、优秀的对映选择性(80-＞99％ee)和优良的非对映选择性(1.8/1-23/1 dr)，得到一类结构中手性叔碳与手性季碳中心相毗邻的高度官能化产物109aa-ma及109ab-am。该反应对于多种芳基取代的MBH加合物与环状和开链的β-酮酸酯、β-二酮、α-氰基环戊酮和丙二酸二甲酯等底物都有良好的适用性。利用该系列反应产物高度官能化的结构特点，通过简单的衍生化，高效构建了结构中含有连续手性叔碳和手性季碳中心的α-甲基羧酸酯112和吲哚衍生物113。　　三、手性双膦配体SKP及手性单膦配体BI-DIME在Pd催化的1，1-二取代联烯的不对称双硼化反应中的应用　　联烯的不对称双硼化反应可以高效地构建含有烯基硼和烯丙基硼结构单元的手性硼化合物，后者是重要的不对称合成中间体，但目前的研究报道仅有一例。我们将3，5-二叔丁基-4-甲氧基取代的SKP配体56i与钯前体[Pd2(dbah]现场生成的络合物应用于1，1-双取代联烯117a与联硼酸频哪醇酯118的不对称反应中，以优秀的收率(97％)和区域选择性(b/l＞99/1)以及良好的对映选择性(82％ ee)得到相应的双硼化产物119a。通过对比实验初步研究，表明SKP在反应中可能起到单膦配体的作用。在此基础上，我们与汤文军课题组合作，进一步采用手性单膦配体BI-DIME，在一系列1，1-双取代联烯117a-l与联硼酸频哪醇酯118的不对称反应中，以优良的收率(85-98％)、高区域选择性(b/l＞99/1)和优良的对映选择性(87-94％ee)得到相应的手性双硼化产物119a-l。目前底物范围拓展、反应机理、以及合成应用等方面的研究正在进行之中。　　四、手性双膦配体SKP的骨架修饰及其在MBH加合物不对称烯丙基胺化反应中的机理研究　　为了证明SKP配体具有的柔性骨架是其能在MBH加合物醋酸酯的不对称烯丙基胺化反应中起到“双功能”的催化作用的关键因素，我们设计合成了一系列负载化的SKP配体，并系统考察了它们在Pd催化的MBH加合物醋酸酯的不对称烯丙基胺化反应中的催化效果，结果表明SKP配体骨架的柔性和自由度是其在反应中实现“双功能”作用的主要因素，也佐证了SKP的“双功能”催化作用是该反应取得高活性和高选择性的内在原因。