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本论文研究工作主要分为两部分:第一部分是钯催化吡啶氮氧导向非活化C(sp3)-H芳基化反应研究;第二部分是环氧的不对称胺化开环反应构建Sigma1受体配体探索。 第一部分工作是钯催化吡啶氮氧导向非活化C(sp3)-H芳基化反应研究。为了提高反应效率和原子经济性，近20年来有机化学方法学在非活化底物直接官能团化方向取得了突破性的进展，揭开C-H活化面纱的同时也展示了其合成魅力。但是目前研究比较成熟的还是C(sp2)-H键的官能团化，非活化的C(sp3)-H活化正在起步，C(sp3)-H键由于其高键能，低酸性，因此C(sp3)-H活化更具挑战性。设计比较合理的底物或是使用合适的配体来降低C(sp3)-H键的活化能，从而降低过渡态中间体的能量就显得尤为重要。 通过设计基于吡啶氮氧的双配位底物，利用Pd(Ⅱ)活化远端非活化的C(sp3)-H键，形成环钯中间体后，以碘苯氧化得到四价钯，还原消除得到C(sp3)-H芳基化的产物，再脱除导向基团后从而得到β位芳基化的羧酸衍生物。该合成策略可以在烷基羧酸酰胺的β或是γ位实现各种类型的芳基化。此外，通过高分辨以及核磁对关键的双环钯金属络合物中间体进行表征，实验结果表明底物中的氮氧基团与酰胺可以与金属发生双齿单阴离子型的配位稳定钯中间体且降低C(sp3)-H活化的活化能。对传统方法得到β位芳基化羧酸衍生物而言，需要对不饱和共轭羰基化合物的1，4共轭加成，并采用比较剧烈的芳基格氏亲核试剂，反应比较苛刻，而且需要对底物进行预官能团化。因此，我们发展的合成方法可以弥补传统方法的缺陷。 第二部分工作是环氧的不对称胺化开环构建sigma1受体配体。Sigma-1(σ1)受体作为重要的药物作用靶点，其信号转导机制研究表明，σ1受体在肿瘤重大疾病中具有重要作用，其药理配体(σ1RL)在肿瘤治疗中的作用一直是基础研究和国际制药领域的热点。研究发现结构简单的Vesamicol及其类似物，对σ1受体也具有较高亲和力，构效关系研究表明，羰基桥连哌啶环和苯基时，与σ1受体亲和力增强;此外哌啶醇替代环己醇时，与σ1受体亲和力也得到增强。在此基础上，发展了一类对σ1受体表现出高的亲和力和选择性及亚型选择性羰基1，4-联哌啶醇衍生物，构建该类联哌啶醇先导化合物涉及到对外消旋哌啶环氧衍生物的不对称开环，亲核试剂胺进攻环氧的区域选择性和立体选择性问题。目前得到该类β氨基醇主要通过a:Sharpless发展的对烯烃的胺羟化b:仅羟基酮对亚胺的加成c:环氧化物的不对称胺化开环三种策略。我们采用路易斯酸金属催化剂通过其与哌啶环氧的氮及氧原子螯合，使得亲核试剂选择性进攻环氧的C4-位，区域选择性得到C4开环化合物。在此基础上要控制开环的立体选择性，首先合成恶唑琳及双氮氧配体，并在路易斯酸催化下进行不对称环氧物的立体选择性开环胺化，其中采用手性的双氮氧化合物做手性配体，产物的ee值能够达到60％。尽管目前得到的手性β氨基醇化合物的ee值还很低，但是该方法为获得光学纯手性β氨基醇化合物提供可能。因此我们将进一步对氮氧配体的结构做一些修饰，以便更好的控制该反应的手性，为构建Sigma1受体配体羰基1，4-联哌啶醇衍生物提供直接简单的合成策略。