近十几年来,烯烃远程特定位点的官能团化正逐渐成为有机领域研究热点之一。相比于传统的原位反应,烯烃通过金属“链行走”策略实现远程惰性碳氢键和碳碳键官能团化反应引起了广泛关注。然而,尽管目前有众多相关工作被报道,但是通过烯烃“链行走”方向选择性控制实现不同碳中心的远程官能团化依然是合成化学中的一个重大挑战。有机锆试剂在烷烃长链上行走（“链行走”）并活化远端化学键特性被发现已近半个世纪（1974年）,然而如何控制烷基锆远端迁移的选择性和方向性一直未见报道。本论文主要研究了端位频哪醇硼酸酯（Bpin）基团导向烷基锆试剂“链行走”的过程,高区域选择性的生成了同碳烷基锆硼试剂。该试剂可以在蓝光LED促进的镍催化偶联条件下进一步与芳基卤化物偶联生成高附加价值的苄位硼酸酯产物。该偶联反应具有优良的官能团耐受性和底物普适性,并且可以应用到复杂天然产物,如糖类、甾体类化合物的后期修饰过程中。与此同时,偶联反应制备得到的苄位硼酸酯类化合物通过碳硼键的多样化转化可以快速的合成呋喃、噻吩、苄醇、烯烃和酮类衍生物。基于实验数据,我们还通过量子化学计算研究了硼酸酯导向锆试剂迁移的详细机制。计算数据显示,相比于生成一级烷基锆试剂,锆试剂“链行走”生成同碳烷基锆硼试剂的过程在热力学和动力学上都更有利。根据玻尔兹曼分布,一级烷基锆试剂与同碳烷基锆硼试剂的分布比例约为1:80,与实验数据1:40接近。我们还发现同碳烷基锆硼试剂上的碳锆键被硼原子活化现象是由于碳锆成键轨道与硼原子的未占据p轨道之间存在σ-p超共轭效应,这也可能是烷基锆硼试剂具有更高反应活性的原因。手性硼酸酯结构单元不仅在药物开发中吸引了研究人员的广泛关注,而且在有机合成领域也备受合成化学家的追捧。通过手性碳硼键的立体专一性转化,含手性硼酸酯结构单元的化合物可以快速多样化的合成其他种类的手性化合物,这一特点使得在底物中快速引入手性碳硼键正逐渐成为高效的合成策略。在完成烷基锆硼试剂与芳基卤化物的偶联反应后。通过对手性配体的筛选,我们发展了烷基锆硼试剂与芳基卤化物的不对称偶联反应,成功高产率和高对映选择性的合成了一系列苄位硼酸酯类化合物,并实现了该类产物的立体专一性转化,从而合成得到了一系列手性噻吩、呋喃、苄醇和烯烃类衍生物。通过量子化学计算,我们具体研究了整个反应的催化循环和手性产生的关键步骤。计算数据显示,反应中烷基自由基对手性配体螯合的二价镍物种的单电子氧化加成步骤是整个反应产物对映选择性的决定步骤。