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活泼环状亚胺及N-丙啶是合成手性含氮杂环化合物十分重要的中间体,其合成转化及应用一直是有机化学研究的热点。过渡金属或有机小分子催化吲哚、烯醇硅醚、芳基硼酸等亲核试剂对醛亚胺的不对称加成反应已得到广泛而深入的研究;相比较酮亚胺底物活性较低,其参与的催化不对称反应研究不多。论文主要探索了活泼环状酮亚胺底物与亲核试剂的催化不对称加成反应,并以环状胺基半缩醛、半缩酮为亚胺前体,实现了简单烯烃对其加成反应以及不对称氢解反应。此外,研究了N-磺酰基氮丙啶与吲哚亲核试剂的开环反应,基于动力学拆分过程实现了新型不对称傅克烷基化反应。1.第二章研究了富电子呋喃或吡咯与N-磺酰基环状酮亚胺酯的不对称Mukaiyama-Mannich反应,构建了邻位叔碳季碳手性中心。利用手性Lewis酸催化剂对N-磺酰基环状酮亚胺酯的活化及对映选择性控制,实现呋喃或吡咯等亲核试剂对亚胺的不对称加成反应。在对手性配体、反应溶剂及温度等一系列条件优化的基础上,发现以10 mol%Ni(ClO4)2.6H2O为催化剂、12 mol%反式四苯基双恶唑啉为配体,在甲苯溶剂中,-50 oC条件下以高达99%的收率,97%对映选择性,9:1非对映选择性获得16个目标产物。2.第三章研究了3-取代-2-吲哚酮为亲核试剂对N-磺酰基环状酮亚胺酯的不对称Mannich反应。利用手性Lewis酸催化剂活化N-磺酰基环状酮亚胺酯,并在加成反应中实现对映选择性控制,构建邻位双季碳手性中心。通过对手性配体、溶剂、Lewis酸催化剂、添加剂以及反应温度等条件的系统优化,发现10 mol%Ni(ClO4)2催化下,以反式四苯基双恶唑啉12 mol%为配体,在二氯甲烷与二氧六环的混合溶剂中,80 oC下反应,可在3-取代2-吲哚酮对环状磺酰亚胺的不对称Mannich反应中以高达95%的收率及95%的对映选择性获得了13个目标化合物,非对映选择性达5.7:1。3.第四章以3-芳基-3-羟基-异吲哚啉-1-酮为亚胺前体,以过渡金属铱与双膦配体的络合物为催化剂,研究了该胺基半缩酮的不对称氢解反应。研究利用[Ir(cod)Cl]2(1.5 mol%)和(R)-MeO-Biphep(3.3 mol%)现场生成的手性络合物为催化剂,在反应溶剂、手性配体、酸添加剂、温度以及氢气压力等优化的基础上,实现了在氯仿溶剂中室温条件下3-芳基-3-羟基-异吲哚啉-1-酮的不对称氢解反应,以良好的收率(65-99%)及中等至优良的对映选择性(53-86%ee)获得了13个环状二芳基甲胺类化合物。4.第五章研究了3-羟基-异吲哚啉-1-酮与简单烯烃的Friedel-Crafts烷基化类型反应。通过对路易斯酸催化剂及其用量、溶剂、温度等条件的优化,实现了Cu(OTf)2(2 mol%)催化下简单烯烃对羟基的亲核取代反应,即3-羟基-异吲哚啉-1-酮与烯烃的Friedel-Crafts烷基化类型反应,以优秀的收率(30-99%)获得了18个环状烯丙胺类化合物。此外,对以手性磷酰胺为催化剂的不对称反应进行了探索,获得了16%的对映选择性的初步结果。5.第六章研究了吲哚对2-芳基-N-磺酰基氮丙啶的不对称Friedel-Crafts烷基化反应。通过对手性配体、溶剂、温度以及路易斯酸等反应条件的系统优化,发现以10 mol%Cu(CH3CN)4BF4为催化剂、12 mol%(S)-Segphos为配体在甲苯溶剂中室温下反应,可在该反应条件下获得19个官能团化手性色胺类衍生物,收率高达99%,对映选择性>99%。