由于氮杂季碳手性中心的结构更为拥挤,空间结构更具刚性,其结构具有很好的多样性,因此,广泛存在于活性天然产物和药物分子中。发展高效的构建氮杂季碳手性中心的方法,在天然产物全合成和新药开发中都有重要的学术意义和潜在应用价值。本文围绕着C3位胺基取代螺环氧化吲哚和α-季碳氨基酸这两类含有氮杂季碳的优势骨架展开研究工作,具体介绍如下:1)通过叔胺-氢键给体双功能催化,实现了首例高对映选择性的靛红衍生酮亚胺的不对称6π电环化反应,能以高达95%的产率和99%的ee值得到相应的C3位胺基取代螺环氧化吲哚。对照实验表明手性硫脲催化剂上的氢键给体对该反应的顺利进行起着至关重要的作用。随后发展了从简单的硝基化合物出发,经过一锅法串联三重接力催化反应来构建C3位胺基取代螺环氧化吲哚,该反应避免了中间体的分离纯化,减少了溶剂的使用和废弃物的排放。该方法还用于手性双螺环氧化吲哚的制备。在此基础上,我们初步研究了靛红酮亚胺的分子内ene反应。2)使用廉价易得的酸催化剂,实现了3-羟基氧化吲哚、α-四取代羟基酯以及α-四取代羟基酮等叔醇的叠氮化反应,从而高效合成了大量α-季碳氨基酸衍生物。接着,对3-叠氮取代氧化吲哚进行动力学拆分,目前能分别以67%和50%的ee值得到三氮唑产物和回收原料。初步研究了α-四取代羟基酯的不对称叠氮化反应,尝试了系列手性磷酸催化剂,但反应结果不佳。3)使用四甲基胍作为催化剂,首次实现了靛红衍生硝酮与醛、酮、亚胺等亲电试剂的加成反应,能以高达95%的产率得到碳链延长的硝酮产物。该反应底物普适性广,反应条件温和,反应操作简单。同时,也考察了靛红衍生硝酮与靛红的不对称加成反应,使用金鸡纳碱衍生的手性胍作超碱催化剂,能以40%的ee值得到相应的目标产物。