官能团化的含氮杂环是构建一些生物活性分子和手性辅剂的重要的结构单元。氮原子邻位的C-H键的与其他C-H键之间的直接交叉脱氢偶联反应,无疑为构建各种官能化的含氮杂环提供了一条简洁而高效的合成策略。当前,这一研究领域所面临的一个巨大的挑战就是如何有效的控制这一反应的立体选择性,尤其是对映选择性。鉴于此,本论文发展了一系列从过渡金属催化到无过渡金属催化,也就是有机小分子催化的不对称的手段,来构建一些手性的官能团化的含氮化合物。本论文包括七个部分：第一章是不对称交叉偶联反应的研究进展的综述性介绍。在第二部分中,我们使用手性的嗯唑啉-铜作为配体,通过活化二级胺,即甘氨酯的邻位的C-H键,使其与β-酮酸酯的α-C-H键发生不对称交叉脱氢偶联反应,进而合成一些手性的非天然的α-烷基化的α-氨基酸。第三部分是在有机小分子催化剂和铜的共同催化作用下,通过活化三级胺的邻位C-H键的方式,在其邻位引入一个乙烯基,从而合成手性的C1-烯化的四氢异喹啉衍生物。第四部分集中介绍在不使用金属铜的情况下,仅使用有机小分子作为催化剂,以环状酮作为烷基试剂,烷基化四氢异喹啉C1-位的C-H键,从而合成手性的C1-烷基化的四氢异喹啉衍生物。第五部分,我们介绍在无过渡金属的条件下,分子内交叉脱氢偶联反应。我们通过活化氮-苯乙酮取代的四氢异喹啉的氮原子邻位C-H键,使其与苯乙酮的a-H发生分子内的交叉脱氢偶联反应,进而合成多元并环的四氢异喹啉的衍生物。接下来的第六部分,主要关注有机小分子催化的方式来构建一些手性的含氮化合物。我们以手性的三级胺硫脲作为催化剂,实现了多组分间的不对称串联环化反应,并应用于合成手性的吡喃香豆素和2-氨基色胺类化合物。生物活性方面的研究表明,这类新型的手性吡喃香豆素以及2-氨基色胺类化合物对革兰氏阳性菌具有特异的抗菌活性,而对正常的人血红细胞及人体细胞的副作用很小。最后一部分是对本论文各章的总结。本论文围绕不对称交叉脱氢偶联反应在二级胺和三级胺的官能团化反应方面的应用而展开的相应的工作。通过前几章的研究,我们实现了一系列非天然的α-烷基-α-氨基酸,C1-烷基-四氢异喹啉,C1-烯基-四氢异喹啉以及多元并环四氢异喹啉衍生物的催化不对称合成。最后一章是关于吡喃香豆素和2-氨基色胺的催化不对称合成以及在抗菌活性方面的应用。