杂环化合物是由碳原子和氧,硫,氮等非碳原子构成的环状化合物。其中含氮杂环是生物碱等众多天然化合物分子的母核结构，在自然界中分布广泛；此外，很多含氮杂环的化合物具有重要的生理和药理活性，是重要的医药和农药的结构单元，广泛的应用于药物、农药、染料和功能材料等化合物的合成，因此，探索新的含氮杂环化合物的合成方法一直是有机合成的重点。本文主要探讨了三种过渡金属催化合成含氮杂环化合物的方法:4-乙烯基吡啶类杂环化合物的合成方法研究；色胺酮化合物的合成方法研究；靛红与2-苯基吡啶的C-H活化反应。本论文分为以下四个部分：第一部分综述了4-苯乙烯基吡啶类杂环化合物的合成方法和Heck反应的研究进展，并研究和探讨了在钯催化下利用氧化Heck反应合成4-苯乙烯基吡啶类化合物的方法，该方法具有操作简单，反应条件温和，不需要配体，高立体选择性及官能团兼容性好等优点。第二部分综述了色胺酮的合成方法及应用，并讨论研究了利用廉价铜盐作为催化剂促进靛红自身发生缩合-脱羰反应合成色胺酮的方法，该方法具有反应条件简单、条件温和、经济性好、目标产物收率理想和对环境友好等优点。第三部分综述了C-H活化反应的研究进展,探索了铜盐催化靛红与2-苯基吡啶参与的C-H活化反应合成靛红衍生物的研究。第四部分为实验部分，介绍了实验通则并阐述了4-苯乙烯基吡啶衍生物、色胺酮及衍生物和N-取代靛红衍生物的合成。