手性膦-噁唑啉配体作为“优势手性配体”自出现以来,在金属不对称催化领域始终占据着重要地位。具有螺环骨架的手性膦-噁唑啉配体,因其骨架具有稳定性好、刚性强等特点,在不对称氢化、碳-碳键形成以及碳-杂原子键形成等反应中展现出优异的催化性能。目前报道的螺环膦-噁唑啉配体骨架只有螺二氢茚、[4.4]壬二烯、六甲基螺二氢茚三类,且均为C₂轴对称结构。因而,发展一种新型骨架的手性螺环膦-噁唑啉配体,拓展其在过渡金属不对称催化反应中的应用是一项非常重要且具有挑战性的课题。基于螺环骨架手性配体的分子结构具有高度刚性和稳定性及非C₂对称配体具有两种不同的电子和空间配位环境,对某些反应可提供更有效的不对称控制的特点,我们设计了单茚满骨架手性螺环膦-噁唑啉配体。将噁唑啉环与茚满结构直接通过手性螺碳相连,噁唑啉环作为螺环骨架的一部分,环上氮原子在与金属形成配位后,在不对称催化反应中具有最少的过渡态构象。以7-溴茚酮为原料,与R-苯甘氨醇发生缩合、strecker反应、水解、氧化后得到S-氨基酰氨,再经过水解、还原、环化和取代合成了5个光学纯茚满骨架的螺环膦-噁唑啉配体（SMI-PHOX）。经HPLC分析,配体的光学纯度达到100%,通过配体膦氧化物的单晶,确定了配体的绝对构型。该类配体是首例非C₂-轴对称的螺环骨架手性膦-噁唑啉配体,配体只有一个手性中心,具有高强刚性和稳定性。配体中噁唑啉环上的取代基来源于取代酰氯,而非手性氨基醇,取代基的来源更为广泛,更加便于修饰。将新型手性螺环膦-噁唑啉配体成功应用于钯催化二芳基烯丙基醋酸酯和1,3-二羰基化合物的不对称烯丙基烷基化反应。通过研究溶剂、温度、钯源、配体种类及用量对反应的影响,确立了最佳反应条件。通过对1,3-二羰基化合物的底物拓展,发现配体对于对称的1,3-二羰基化合物,尤其是有一定空间位阻的α-取代丙二酸类底物有优异的手性诱导作用（ee高达99.9%）;对于不同电子效应以及空间位阻的1,3-二芳基烯丙基醋酸酯底物,反应能以高达97%的收率和99.3%ee的对映选择性得到烷基化产物。将配体应用于乙酸肉桂酯与α-取代丙二酸类底物的不对称烯丙基烷基化反应,以构建手性季碳,产物取得良好的对映选择性（71.2%ee）,对于手性季碳高效构建研究具有重要意义。光学活性吲哚衍生物是一类具有重要生物活性的化合物,我们将配体应用到钯催化吲哚C-3位不对称烯丙基烷基化反应中。在最佳反应条件下,该催化体系能很好地适用于不同空间位阻和不同电子效应的取代吲哚,以高收率（高达98%）和高对映选择性（高达98%ee）构建一系列手性吲哚衍生物;研究了1,3-二芳基烯丙基醋酸酯苯环上电子效应的影响,发现芳环上无论引入供电子基还是吸电子基,催化体系都能对产物进行优秀的手性控制（91-97%ee）。这是目前报道的膦-氮型配体催化该类反应最好的结果。将配体应用于亲核能力较差的醇类化合物的不对称烯丙基醚化反应中,通过考察不同配体、碱、溶剂及温度对反应的影响,确定了最佳的反应条件,并以高达99%的收率和99%ee的对映选择性得到20个高光学活性的烯丙基醚化产物。反应具有广泛的底物范围,对各种取代苄醇、杂芳环苄醇、烷基醇（乙醇、2-茚醇）等,反应都以高产率和优异的对映选择性得到相应产物。将三氟乙酸钯/SMI-PHOX催化体系成功应用于环状磺酰亚胺与芳基硼酸的不对称芳基化反应。在最佳反应条件下,该催化体系对反应活性较低的α-烷基、苯基、酯基取代苯并五元环状酮亚胺,能以94-99%的收率和96-99%ee的对映选择性,获得α-季碳手性中心的苯并磺内酰胺化合物;对于六元环状醛亚胺、α-酯基取代的酮亚胺,反应同样取得了优异的结果（98-99%收率,98-99%ee）;对于α-甲基取代的六元环状酮亚胺,反应收率为81%,对映选择性高达99%ee。通过与文献中相同化合物HPLC比较,确定产物的绝对构型,并提出手性配体参与不对称反应可能的过渡态模型。