手性五元氮杂环结构广泛存在于多种天然产物中,通过不对称催化合成该类化合物一直是有机合成领域研究的热点。本文设计了两类不对称催化反应,成功用于构建手性五元氮杂环及吲哚类生物碱,并且利用我们发展的不对称烷基化反应,实现了天然产物(+)-gliocladin C的不对称催化全合成。手性2,3-二氢吡咯是合成天然生物碱的活性中间体,通过对双键进行一系列官能化反应,可以很容易转化成多取代的手性吡咯烷。利用手性路易斯酸作为催化剂,首次实现金属催化α-异腈羧酸酯参与的形式[3+2]环加成反应。在醋酸银和手性配体形成的多功能配合物的催化下,我们实现了α-苯基取代异腈羧酸酯与不饱和酮酸酯的环加成反应,高收率和高对映选择性地合成了多官能化的2,3-二氢吡咯衍生物,并且发现手性配体中羟基官能团可以显著提高反应的立体选择性。通过对2,3-二氢吡咯衍生物的官能团的转化,合成了多种类型多取代手性吡咯烷衍生物。结合催化剂单晶结构,我们分析得出催化剂手性控制模型,为发展新的合成方法学提供了思路。手性六氢吡咯吲哚(HPI)是一大类生物碱的特征结构单元,该类生物碱因其结构独特、合成难度大及重要的生理活性一直以来受到许多有机化学家的广泛关注。本文采用金鸡纳碱衍生的手性伯胺与手性磷酸协同催化3-羟基氧化吲哚与可烯醇化乙醛衍生物的不对称α-烷基化反应,高收率和高对映选择性地合成了多官能化3,3’-位双取代氧化吲哚化合物。在不对称烷基化反应中,痕量的乙醇会显著提高反应的收率和对映选择性。结合理论计算数据,推测乙醇可能会影响到在3-羟基氧化吲哚脱水形成不饱和亚胺中间体顺式/反式的比例,进而影响反应的对映选择性。我们以该不对称烷基化反应为基础,经12步反应,以19%的总收率实现了目标天然产物生物碱(+)-gliocladin C的立体选择性全合成。