手性氮杂环化合物、色胺骨架和芳基乙胺骨架衍生物广泛存在于具有生物活性的天然产物和药物分子中。因此,发展高效的方法来实现这些含氮化合物的合成一直是有机合成化学家研究的重点。烯基氮杂环丙烷作为一类高活性的有机合成子,被广泛应用于有机合成中。一方面,由于小环张力的影响,烯基氮杂环丙烷很容易在温和的条件下开环释放环张力。另一方面,其结构中的碳碳双键既能起到稳定电荷的作用,也能参与反应。因此,我们决定从手性烯基氮杂环丙烷出发,运用手性转移的策略,通过环加成反应构建一系列手性氮杂环化合物或通过与吲哚及萘酚的亲核开环反应构建一系列手性色胺骨架和芳基乙胺骨架衍生物。具体研究内容包括以下七个方面:1.铑催化烯基氮杂环丙烷和炔烃的[3+2]及[5+2]环加成反应研究我们通过筛选和优化出合适的催化剂体系,实现了烯基氮杂环丙烷与非活化或活化炔烃分子间[3+2]和[5+2]环加成反应的选择性调控。为二氢吡咯和更具挑战性的氮杂七元环化合物的构建提供了原子经济性和高选择性的合成方法。并且利用手性转移策略还可实现对[3+2]环加成产物的对映选择性合成。2.铑催化烯基氮杂环丙烷和联烯的[3+2]环加成反应研究通过底物和催化剂控制首次实现了烯基氮杂环丙烷与联烯胺或普通联烯的区域选择性[3+2]环加成反应合成3-或2-亚甲基吡咯烷类化合物。并通过手性转移策略为不对称合成3-或2-亚甲基吡咯烷类化合物提供了原子经济性方法。此外,普通联烯在该反应中是末端碳碳双键参与到环加成反应中,这在普通联烯参与的环加成反应中是比较少见的。3.铑催化烯基氮杂环丙烷和肟醚的[3+2]环加成反应研究本篇工作首次实现了烯基氮杂环丙烷和肟醚类化合物对映选择性[3+2]环加成反应。同时酮肟醚也适用于该反应,一步高效合成2号位含杂季碳中心的手性咪唑烷衍生物。此外,该反应还具有反应条件温和、底物普适性广、高区域选择性和对映选择性等优点。4.铱催化烯基氮杂环丙烷和1,3-二羰基化合物环化反应研究本篇工作首次实现了铱催化烯基氮杂环丙烷和1,3-二羰基化合物亲核开环串联环化反应。我们通过一系列的条件筛选和通过底物控制最终成功实现了高效高区域选择性的合成2-亚甲基吡咯烷及二氢吡咯类化合物。5.铑催化烯基氮杂环丙烷和吲哚立体专一性亲核开环反应研究通过铑催化烯基氮杂环丙烷与吲哚的立体专一性开环反应合成一类新型光学纯的手性β-烯基色胺合成子。相比于普通的色胺,此方法设计合成的β-烯基色胺合成子由于烯基的引入极大地提高了这类合成子转化为手性优势吲哚骨架的可能性。这一类合成子通过简单的转化可以构建多达11种优势吲哚骨架。此外,该方法还成功实现了2种药物分子的合成。6.铑催化烯基氮杂环丙烷和萘酚（苯酚）立体专一性亲核开环反应研究实现了铑催化烯基氮杂环丙烷与萘酚及苯酚的立体专一性开环反应合成2-芳基乙胺化合物。其中我们解决的最大挑战是克服了萘酚作为氧亲核试剂与烯基氮杂环丙烷发生亲核开环反应。该反应以商业可得的[Rh（NBD）₂]BF₄作为催化剂,对各种取代基的烯基氮杂环丙烷、萘酚及苯酚底物表现出较好的底物兼容性,烯基氮杂环丙烷原料的手性可高效的转移至产物中。7.N-Me-YanPhos配体的合成及在钯催化二氟烯烃对映选择性氟芳基化反应中的应用我们成功实现了使用新型手性叔丁基亚磺酰胺膦配体（N-Me-YanPhos）在钯催化二氟烯烃对映选择性氟芳基化反应,N-Me-YanPhos以二叔丁基硼烷保护的膦氢和二溴化物为原料一锅法即可以克级规模合成。使用易于获得的二氟烯烃和芳基卤化物为原料,良好到优秀的产率和对映选择性以及广泛的底物普适性使得该方法在合成苄位含三氟甲基化合物上具有非常好实用性和吸引力。