随着金属有机化学的蓬勃发展,过渡金属催化的不饱和键转化过程展现了独特的反应性,如何实现对选择性的高效调控成为该领域的研究重点。本论文发展了碳-碳三键的高选择性转移氢化反应,并将氢转移体系扩展至含氮不饱和键的还原反应中。此外,实现了碳-碳双键的高对映选择性双官能团化反应。首先,本论文发展了Ni催化的炔烃立体发散性半氢化方法,分别得到了两种烯烃异构体,其中碱为立体选择性的关键调节因子,水是体系中唯一的氢源。在之前的报道中,E-烯烃产物大都由Z-烯烃异构而来,而本策略中,Z-烯烃和E-烯烃源于两个独立的催化循环。机理研究表明,碱的调控发生在反应的初始阶段,即两个体系中不同的碱产生不同价态的镍活性物种,启动两个独立的催化循环,从而生成不同的立体异构体。近70个实施例包括内部炔烃、末端炔烃、烯炔和二炔,均以良好的产率和选择性生成了相应的半氢化产物,证明了本方法的实用性。在上述工作基础上,本论文进一步将Ni-B-H2O的氢转移体系拓展至硝基的还原反应中,反应可以直接在以水为溶剂的环境中进行,顺利生成了氨基产物。除此之外,甲醇作为氢源的氢转移体系在硝基的还原反应中也表现良好。偶氮芳烃在甲醇的氢源体系中被还原为1,2-二芳基肼,通过调整硼试剂的用量,可以抑制氨基副产物的生成。基于课题组前期在不对称催化领域的研究基础,本论文进一步研究了烯烃双键的高对映选择性双官能团化过程,通过Heck/硼化串联策略,发展了Pd催化的邻碘芳基烯丙基醚的不对称碳硼化反应,以良好的对映选择性制备了一系列苯并二氢呋喃硼酸酯。除此之外,该策略还被成功用于手性色烷硼酸酯、茚硼酸酯以及二氢吲哚硼酸酯的合成。