吲哚作为一类重要的含氮杂环,广泛存在于天然产物和药物分子中。吲哚及其衍生物具有独特的药理活性和生物活性,因而广泛应用于医药、农药、染料、香料、精细化工等行业,与人们的日常生活密切相关。自从1886年,Baeyer首次实现了吲哚的化学合成,吲味环的制备及其进一步功能化一直是有机合成化学研究的热点。本论文围绕“发展环境友好的吲哚功能化反应”这一核心主题,以吲哚、酮类和烯烃及其衍生物等廉价易得的化合物为原料开展了吲哚及其衍生物的功能化反应研究工作,研究内容主要包括以下五个方面:1、以吲哚和环己酮及其衍生物为原料,氧气作为氧化剂,发展了一类在过渡金属钯催化下选择性实现吲哚类化合物C-3号位芳基化的新反应。其中芳基来源于非芳香性的环己酮。具有原料简单、区域选择性高、反应条件简单等优点。2、以吲哚、酮类和缺电子烯烃及其衍生物为原料,三组分“一锅两步”串联合成多取代咔唑衍生物。具体过程:在碘化铵催化下,吲哚、酮类和缺电子烯烃三组分反应生成多取代四氢咔唑。在氧气的氧化作用下,多取代四氢咔唑被氧化脱氢芳构化生成多取代咔唑产物。该方法无需过渡金属催化,具有原子经济性高、官能团容忍性好、区域选择性好等优点。3、以吲哚、环己酮和缺电子烯烃及其衍生物为原料,采用“一锅两步”策略,利用有机氧化剂氧化脱氢芳构化,发展了一类“一锅法”串联合成芳环并[c]咔唑类化合物的新方法。该反应原料简单、廉价易得、无需过渡金属催化、区域选择性好。该方法为合成芳环并[c]咔唑类化合物提供了一种高效、绿色的新途径。4、以吲哚、芳香酮和甲基丙烯酸丁酯及其衍生物为原料,伴随酯基迁移过程,三组分“一锅两步”串联合成多取代咔唑类化合物。具有无需过渡金属催化、官能团容忍性好、区域选择性好等优点。5、以吲哚、酮类和硝基烯烃及其衍生物为原料,通过分子内自身的氧化还原,发展了一类无金属参与的三组分选择性合成多取代咔唑衍生物的新方法。该反应无需过渡金属催化和额外添加氧化剂,具有反应条件简单,产率高、区域选择性好、官能团容忍性好等优点。该方法为合成多取代咔唑类化合物提供了一种简单、高效、环境友好的新途径。