烷基硼酸酯是一类非常重要的有机合成中间体，其中烯烃的硼氢化反应是合成烷基硼试剂的重要途径。在过去的几十年里，过渡金属催化的烯烃硼氢化反应已经得到长足发展，但是大部分体系涉及铑、铱等贵金属催化剂。贵金属储量有限，价格昂贵且有重金属毒性，这些缺点极大地限制了其广泛的应用。近年来，以铁、钴为代表的廉价金属凭借储量丰富、价格低廉以及环境友好等优点备受化学家们的青睐，其中pincer骨架的铁、钴络合物在烯烃聚合、氢化、硅氢化等反应中显示出非常好的活性，但是关于铁和钴催化烯烃硼氢化反应的研究报道较少。本论文着眼于pincer骨架的铁、钴络合物催化的烯烃硼氢化反应，通过改变催化剂结构、反应底物以及反应试剂等因素，实现了烷基硼酸酯、1，1-二硼烷基化合物、1，1，1-三硼烷基化合物的有效合成。　　一、铁催化的烯烃硼氢化反应研究　　小组发展了首例铁催化α烯烃的硼氢化反应。铁络合物(tBuPNN)FeCl2催化脂肪族α-烯烃的硼氢化反应显示出非常高的活性，催化效果甚至超过了贵金属催化剂，反应选择性生成反马氏硼氢化产物。该催化体系具有较好的官能团兼容性，对于硅烷，缩醛和磺酸酯等都可以兼容。但是当底物换成芳基乙烯时，反应除了生成硼氢化产物外，还会形成相当量的脱氢硼化产物。当反应体系中加入一定量的乙腈之后，脱氢硼化过程能够得到抑制，选择性生成硼氢化产物。　　二、钴催化的烯烃硼氢化反应研究　　研究了钴催化的烯烃硼氢化反应，PNN钴催化体系相对于PNN铁催化体系具有更好的催化活性和选择性。络合物(iPrPNN)CoCl2作为催化剂前体，底物无论是脂肪族端烯烃还是芳基乙烯都只生成反马氏硼氢化产物。该反应体系具有非常好的官能团兼容性和催化活性，TON值高达19800。另外，钴催化烯烃硼氢化反应的产物可以不经过分离，直接用于和氯代芳烃的偶联反应，通过两步一锅将烯烃转化为偶联产物。　　三、钴催化的1，1-二取代烯烃的不对称硼氢化反应研究　　不对称硼氢化反应可以高对映选择性地获得手性有机硼化合物，这类化合物通过官能团化反应或者偶联反应可以构建非常有价值的有机分子。在第一部分工作中，注意到铁络合物(BuPNN)FeCl2可以有效催化1，1-二取代烯烃的硼氢化反应，推测如果在配体中引入手性元素，可能实现1,1-二取代烯烃的不对称硼氢化反应。小组发展的IPO钴络合物在催化1，1-二取代芳基烯烃的不对称硼氢化反应中显示出非常好的活性和对映选择性，ee值最高可以超过99％。　　四、钴催化的烯基硼酸酯硼氢化反应研究　　近年来1，1-二硼烷基化合物的应用备受化学家们的关注，分子中的两个硼酸酯可以通过分步的偶联反应或者官能团化反应构建复杂的有机分子。烯基硼酸酯的硼氢化反应提供了一种合成1，1-二硼烷基化合物的有效方法。使用商业化IP-FOXAP配体和CoCl2反应可以得到钴的二氯络合物，该络合物再进一步和LiCH2Si(CH3)3反应，形成烷基钴络合物。烷基钴络合物作为催化剂前体，可以有效地催化烯基硼酸酯的硼氢化反应，选择性地生成1，1-二硼烷基化合物，反应不需要其他活化剂。　　五、钴催化的芳基乙烯脱氢硼化——硼氢化反应研究　　1，1，1-三硼烷基化合物从结构上看比二硼烷基化合物具有更丰富的反应位点，可能在构建复杂分子中发挥重要的作用。但是关于这类化合物的研究却鲜有报道，其中一个重要的原因是没有一种普适有效的方法可以合成该类化合物。基于之前的研究，发现使用(tBuPNN)CoCl2作为催化剂前体，简单的芳基乙烯和B2pin2反应，可高选择性地得到1，1，1-三硼烷基化合物。反应具有非常好的选择性和官能团兼容性。机理研究表明，反应先经过两步脱氢硼化过程形成1，1-二硼烯基化合物，该化合物再和HBpin反应生成最终的1，1，1-三硼烷基化合物。另外，1，1，1-三硼烷基化合物可以和溴代烷烃实现脱硼烷基化反应，合成非末端的二硼烷基化合物。