硝酮参与的不对称催化反应是合成手性1,2-氮氧杂环化合物和手性羟胺化合物的重要方法之一,尽管醛硝酮参与的反应得到了广泛的研究,但是对酮硝酮的研究还十分有限。本论文围绕硝酮的不对称催化反应开展研究,首次实现了简单酮硝酮参与的不对称催化环加成反应和亲核加成反应。具体包括以下两方面的研究工作:1)通过在氧化吲哚螺环丙烷上引入N-拉电子基,成功实现这一类低活性推-拉电子环丙烷的活化,发展了其与醛硝酮的高非对映选择性环加成反应。利用该活化策略,还实现了氧化吲哚螺环丙烷与醛、二聚巯基乙醛和对氯苯甲醛的反应。在此基础上,进一步发展了醛/酮、羟胺与氧化吲哚螺环丙烷的一锅法环加成反应,实现了氧化吲哚螺-四氢-1,2-噁嗪的多样性快速合成。初步生物活性研究表明,新合成的螺环氧化吲哚具有抗小鼠前列腺癌细胞的活性。利用手性双噁唑啉配体/Ni（OTf）₂络合物为催化剂,实现了氧化吲哚螺环丙烷与硝酮的不对称[3+3]环加成及动力学拆分反应,以优秀的对映选择性同时得到手性氧化吲哚螺-四氢-1,2-噁嗪和氧化吲哚螺环丙烷。值得一提的是,这是首例氧化吲哚螺环丙烷参与的不对称催化反应。在此基础上,还实现了简单酮硝酮与氧化吲哚螺环丙烷的不对称环加成反应,不仅高效高选择性合成了系列含有连续四取代碳手性中心的氧化吲哚螺-四氢-1,2-噁嗪衍生物,而且这也是首例简单酮硝酮参与的不对称环加成反应。最后,通过对反应条件的微调,还成功发展了醛、羟胺与氧化吲哚螺环丙烷的一锅法不对称环加成反应。2)通过选用课题组前期发展的Me₂（CH₂Cl）SiCN为氰化试剂,在手性双噁唑啉配体/Cu（OTf）₂催化下,发展了首例酮硝酮的高对映选择性Strecker反应,以良好到优秀的产率和ee值合成了各种取代的手性N-羟基-α-季碳氨基腈。同时,利用产物官能团的转化反应,实现了一系列高附加值β-氨基取代或α-氯甲基酮取代的手性羟胺化合物的合成。核磁研究表明,酮硝酮与氰化试剂Me₂（CH₂Cl）SiCN存在一定的相互作用;对此,我们推测可能是硝酮作为路易斯碱活化氰化试剂Me₂（CH₂Cl）SiCN的同时与之形成了大位阻的氰化试剂,从而有利于反应的对映选择性调控;这一点也通过对照实验得以证实,因为合适位阻的氰化试剂Me₂（CH₂Cl）SiCN在该反应中显示出比小位阻的TMSCN更好的对映选择性。而且实验研究表明,酮硝酮的顺反比对该反应的对映选择性影响很大,仅高顺反比的硝酮可取得好的对映选择性