含氮杂环化合物具有特殊的化学结构和独特的物理、化学性质,在医药、功能材料等诸多领域具有非常广泛的应用。但是,已有的含氮杂环化合物合成方法很多都存在着成本昂贵、原子利用率不高等缺陷。因此,发展更加直接、高效、绿色可持续的方法来构建此类物质已成为合成有机化学领域重要研究课题。本文主要通过过渡金属催化构建新的C-C和C-N键,高效、直接地实现含氮杂环化合物合成。论文研究内容主要分为以下三个部分:(1)铁促进N-(2-羟乙基)吡咯合成反应在氯化亚铁催化条件下,以TBHP(过氧化叔丁醇)作为氧化剂,实现了 α-亚甲基酮与二乙醇胺环合反应,合成各种N-(2-轻乙基)吡咯衍生物。该体系不仅适用于二芳基乙酮化合物,还适用于茚酮、环酮、醛类以及1,3-二羰基化合物等。这为实现N-(2-羟乙基)吡咯的合成提供一条便捷的途径。(2)铜介导吲唑类化合物合成反应该工作以DMSO作为反应溶剂,通过Cu(OAc)2促进2-(1-苯乙烯)-苯胺和亚硝基苯环合反应,实现2,3-二芳基吲唑类化合物的合成。该反应无需外加还原剂,乙烯基相当于内在形式上的还原剂。此外,与传统合成方法相比,该反应不涉及选择性问题。这一方法是对吲唑类化合物合成反应的一个重要补充与发展。(3)铑催化双边环化反应合成吖啶化合物该工作以芳基甲醛和亚硝基化合物作为反应起始原料,以铑作为催化剂,使用催化量的苄胺通过导向基团亚胺的现场形成与消除,一锅法高效合成吖啶衍生物。反应涉及铑催化C-H键胺化、环化以及芳构化串联过程。