近年来，由过渡金属配合物催化、有机叠氮化合物参与的C-N, N-N和N-O键形成反应是一个新型研究领域，吸引了大量实验研究者的注意。尽管有实验报道金属配合物催化乙烯基或芳基叠氮化合物合成了此类含氮化合物，但是反应的机理信息从理论研究方面仍无定论。在本文中，我们主要采用密度泛函理论（DFT） B3LYP方法对过渡金属催化C-N, N-N和N-O键形成反应的机理进行了系统的研究。通过我们的研究，希望能够对过渡金属催化这类反应机理的影响因素做出一个综合的了解与判断，以便于为以后实验中催化剂的选取和底物的修饰提供理论指导。本文第三章我们系统地研究了四种金属催化剂对芳基叠氮化合物C-H键胺化反应机理的影响，其中四种催化剂分别为（cod）Ir（OMe）, RuC_l3（DME）（DME=CH₃OCH₂CH₂OCH₃,溶剂分子）, Rh₂（O₂CCF₃）₄,和ZnI₂。计算结果表明：无论金属中心是钌、铱、铑还是锌原子，C-H键胺化反应都将按照分步反应机理进行。Shaik et al提出的Energetic Span Model解释了四种催化循环的动力学行为，相比于其它三种金属催化剂，钌金属催化剂表现出更高的催化性能。磁性质的研究结果表明，无论金属中心是铱、钌、铑还是锌，C-N键形成一步都是假电环化反应机理。第四章中我们对三价铁配合物（[FeⅢ（F₂0TPP）Cl]）催化C-H键胺化反应机理进行了理论研究。计算结果说明四种金属（钌、铱、铑和锌）配合物所对应的经典三步反应机理（N₂脱去, C-N键形成和氢迁移），只发生于三价铁配合物的二重态。对于四重态，在N₂脱去后，氢迁移发生在C-N键形成之前，即抽氢/自由基回弹反应机理。第五章我们对FeBr₂催化N-N和N-O键的形成反应进行了理论研究。研究结果表明催化反应在五重态上进行，主要是通过铁原子与叠氮内端氮原子配位展开反应，而且反应机理中形成了铁氮宾中间物。