随着人们对天然产物研究的不断深入,以及现代医药工业的迅猛发展,手性杂环类化合物引起了大家越来越多的重视,而如何高效地构建这些手性结构,便成为广大有机化学家研究的热点和难点。富电子芳环与缺电子双键之间的付克烷基化反应,是有机化学中构建碳-碳键最为经典的反应之一,而不对称催化的此类付克烷基化反应,则为构建手性碳-碳键提供了一个强有力的工具。本文基于吲哚和吡咯这两类非常重要的杂环化合物,发展了一系列高效的不对称付克烷基化反应,从而构建了多种具有潜在应用价值的手性杂环类化合物。在发展这些手性合成方法学的同时,我们对传统手性三齿希夫碱类配体的结构,以及它们与金属的配位模式进行了重新的思考和设计,并对催化剂的作用机制进行了较为深入的研究。全文由以下四章内容构成：第一章是绪论部分,主要综述了文中所涉及的手性三齿希夫碱类配体在不对称催化中的应用,以及不对称付克烷基化反应的研究进展。第二章中我们主要研究了吲哚和硝基烯烃的不对称付克烷基化反应。我们首先利用组合过渡金属催化这一理念,对传统手性三齿希夫碱配体与金属的配位模式进行了全新的设计,合成了一类新型的基于手性希夫碱/锌/单氮配体的组合催化剂。我们通过使用不同的单齿含氮化合物,实现了对催化剂活性和选择性的调控。该催化剂可以成功地催化吲哚和硝基烯烃的付克烷基化反应,获得很高的ee值。我们还对催化剂的单晶结构进行了研究,并据此提出了双官能团催化的反应机理。后续研究还发现,该催化剂络合物在空气氛围中比较稳定,便于长期储存。第三章中我们主要研究了吡咯和硝基烯烃的不对称付克烷基化反应。我们对希夫碱配体结构进行了进一步的修饰,并且发现希夫碱和铜组成的双核络合物可以高效地催化该不对称反应,底物适用范围空前地广泛,产物的ee值都在90%以上,对于3-位或者(和)4-位有取代基的毗咯,反应还具有非常高的区域选择性。我们随后将此合成方法应用到了尼古丁类似物的合成中,并通过动力学、非线性效应等手段对反应的机理进行了探索。另外值得一提的是,该反应体系对水还具有很好的容忍性。第四章中我们主要研究了吡咯和靛红类衍生物的不对称付克烷基化反应。在希夫碱/铜络合物的催化下,此反应可以高收率、高立体选择性地合成具有潜在生物活性的手性3-羟基-2-吲哚酮结构。对于N上不保护的靛红,由于活性较高,背景反应较强,我们通过使用Henry/retro-Henry策略来缓释反应底物,同样使反应获得了很高的立体选择性。除上述四章内容外,全文总结、新化合物一览表以及部分化合物谱图等亦附于文末。