含氮手性配体的设计合成是不对称催化反应研究的重点方向之一。设计合成具有适当刚性的手性配体骨架和高效的催化剂是不对称催化反应的关键。本论文在本课题组设计合成的新型手性二胺配体(BIDN)的基础上，设计合成了高效的手性钌催化剂，并成功地实现了大位阻 α,β-不饱和酮的不对称氢化反应，为手性烯丙醇的合成提供了一种实用的方法；以BIDN为手性源，设计合成了一系列手性的四齿氮配体，在此基础上制备了相应的手性锰催化剂，并成功地应用于烯酰胺和烯酮的不对称环氧化反应中：

1. 改进了BIDN的合成方法，并在此基础上通过一步反应合成了14个含有吡啶单元和苯并咪唑单元的四齿氮配体，其结构通过核磁和高分辨质谱进行了表征。

2. 将BIDN、非手性膦配体与Ru(II)络合，制备了一系列手性钌催化剂，并首次成功地应用于高化学和立体选择性的β-位双取代烯酮的不对称氢化反应中。在0.1 mol%催化剂用量，10 atm的氢气压力下，室温反应12 h，高收率高对映选择性地获得了一系列光学纯手性烯丙醇，ee 值高达97%。应用放大实验表明，该反应的TON可以高达50000，ee 值保持不变，有望在工业合成烯丙醇的反应中得到应用。 通过控制实验合理地解释了顺式烯酮底物发生不对称氢化生成反式手性烯丙醇的原因。基于催化剂的单晶结构分析和前人的研究成果提出了该反应的过渡态。

3. 将新设计合成的手性四齿氮配体与Mn(OTf)₂络合，制备了一系列手性锰催化剂，其结构得到了X-ray单晶的确认。以H₂O₂为氧化剂，首次系统地研究了廉价金属锰催化的α,β-不饱酰胺和不饱和酮酰胺的不对称环氧化反应。在0.1-0.2% mol催化剂用量，-40 ℃ 条件下，高收率高对映选择性地获得了一系列α,β-环氧酰胺化合物(ee值高达99.9%，S/C 高达2000)。该反应可用于克级地制备黄皮酰胺和(R)-氟西汀的重要中间体(2R,3S)-3-苯基环氧乙烷-2-甲酰胺和(2R,3S)-N-甲基-3-苯基环氧乙烷-2-甲酰胺。

4. 以新制备的手性锰络合物为催化剂、近乎当量的H₂O₂为氧化剂，建立了烯酮的不对称环氧化反应体系，在0.2% mol 催化剂用量，-40 ℃条件下得到了一系列α,β-不饱和环氧化合物，产率高达92%，ee值高达99%。