炔烃氢功能化是一种高原子利用率的合成功能性碳氢化合物的反应。通过炔烃锡氢化反应得到的烯基锡化物在合成化学中具有重要意义,它能促进很多重要反应得以实现,并且有较高的化学反应活性,是很多化学反应过程中的重要中间体。炔烃氢功能化的关键问题是控制产物的选择性,开发具有高效区域选择性和立体选择性的方法制备烯基锡化物是需要重点关注的化学领域。实验结果表明,通过调节异核双金属催化剂中的两种金属,能实现对炔烃锡氢化反应产物选择性的控制。本论文采用密度泛函理论,研究了两种异核双金属催化剂（NHC）Cu-[MCO]([MCO]=Mn（CO）5,Fe Cp（CO）2,Cp=C5H5)（分别简写为[Cu/Mn]和[Cu/Fe]催化剂）对炔烃的锡氢化的催化机制,解释了实验中得到不同产物选择性的原因,并比较了两种不同催化剂催化反应的异同。反应中涉及的所有反应物、中间体、过渡态和产物的构型优化、频率计算、单点能计算以及从过渡态出发的内禀反应坐标（Intrinsic Reaction Coordinates,IRC）计算全部采用Gaussian09程序包完成。本论文包括三部分的内容:1.在[Cu/Mn]异核双金属催化剂催化下,炔烃的锡氢化反应分三步进行:Sn-H键活化、炔烃插入和烯基锡化物的形成。在催化循环中,Sn-H键的活化是控制产物选择性的关键步骤,炔烃插入过程是反应的速控步。在[Cu/Mn]双金属催化剂的催化过程中,Sn-H键活化分解产生（CH3）3Sn-Mn（CO）5和MeCuH,取代炔烃插入到（CH3）3Sn-Mn（CO）5的Cu-Mn键,然后MeCuH进攻Mn（CO）5得到产物,同时催化剂再生。在反应过程中,由于生成（Z）-β-型产物的通道能垒较高,需要较高的温度才能得到,而（E）-β-型产物在60℃时可容易获得。2.[Cu/Fe]异核双金属催化剂催化炔烃的锡氢化反应与[Cu/Mn]催化类似,也包括Sn-H键活化、炔烃插入和烯基锡化物的形成三步。不同的是Sn-H键的催化模式,[Cu/Fe]催化下,Sn-H键更容易活化分解产生HFe Cp（CO）2和MeCu-Sn（CH3）3。[Cu/Fe]催化下,炔烃插入的过程也是反应速率的决定步骤,且生成α-型产物和β-型产物的能垒均较低,且反应热力学性质类似,因此α-型产物和β-型产物均可得到。在[Cu/Fe]异核双金属催化下,α-Pro和β-Pro都能在较低温度下得到。[Cu/Mn]和[Cu/Fe]异核双金属催化剂催化的炔烃锡氢化反应区域选择性因为不同金属对Sn-H键的活化模式不同引起的。因此通过Cu/M双金属对的调节,可以实现产物选择性调控。3.含金属杂原子的共轭体系因在生物医药、化学反应催化等领域展现出广阔的应用前景而备受关注。过渡金属取代的苯并噻吩是一类重要的反应中间体,同时具有孤对电子和芳香性π电子,因此显示出特殊的性质。此部分在M06-L/aug-cc-pVDZ（过渡金属采用aug-cc-pVDZ-pp）水平上,通过核独立化学位移（NICS）,π轨道及各向异性磁感应电流密度（AICD）等分析,研究了包括过渡金属在内的不同基团取代的苯并噻吩芳香性,讨论了不同种类、不同位置取代对噻吩环芳香性的影响。计算结果表明:苯并噻吩具有很强的芳香性,噻吩环上C3位过渡金属及S位取代基的引入使芳香性明显降低,但C3位取代的金属种类及S原子上取代基变化对芳香性影响较小;C2上连接H原子时,金属取代苯并噻吩为芳香性,连接体积较大的nPr基时为反芳香性。我们的研究结果不仅为实验事实提供了理论解释,同时对炔烃锡氢化反应的进一步发展和新型异核双金属催化剂的设计提供了理论依据。