有机硫化物、γ,γ-二取代丁烯酸内酯及酰胺是很重要的化合物,广泛存在于天然产物、医药及生物体内,在药物化学和生物化学领域有着广泛的应用。C-S、C-C、C-N键的形成反应是合成这几类化合物的基本反应。氮杂环卡宾(NHCs)作为有机小分子催化剂在近二十多年以来得到了飞速的发展,催化了一系列经典的反应。同时随着研究的深入,NHC催化的反应类型也在不断的拓宽。本论文主要是基于氮杂环卡宾催化C-S、C-C、C-N键的形成,分别催化合成了硫代烯醛、酰胺和γ,γ-二取代丁烯酸内酯这几类化合物,主要内容包括以下三个部分。1.氮杂环卡宾催化卤代烯醛与硫醇的偶联反应构筑C-S键。通过对反应条件的优化,在5 mol%IMes催化,1.6倍当量的碳酸钾为碱,二氯甲烷作溶剂的条件下,卤代烯醛与各种硫醇反应,以53-90%的产率共合成了20种目标化合物,选择性大于20:1,产物以顺式为主,其中有19种化合物是新化合物。最后我们提出了NHC催化卤代烯醛与硫醇偶联反应的机理,并通过核磁捕捉到一个中间体,在最优条件下可以完全转化为目标产物,进一步验证实验的机理。2.NHC催化γ-取代丁烯酸内酯的直接Vinylogous Michael反应构筑C-C键。在5-20 mol%IPr(3,5-bis(2,6-diisopropylphenyl)imidazol-ylidene)催化下,室温下在二氯甲烷中反应,以38-99%产率和较高的非对应选择性(最高可达99:1)合成了30种γ,γ-二取代的丁烯酸内酯化合物,产物结构构型以反式(anti)构型为主。该反应为构建丁烯酸内酯骨架提供了一种有效的方法。最后,我们提出了一种机理,认为NHC在该反应中作为一个Br?nsted碱,首先NHC通过氢键活化与β,γ-不饱和丁烯酸内酯,然后再通过Michael加成得到目标产物。3.氮杂环卡宾催化乙烯酯与芳香胺的酰胺化反应构筑C-N键。在5 mol%IMes催化下,60 oC件下在甲苯中反应,以51-100%的产率共合成28种酰胺类化合物。同时我们提出了两种可能的反应机理,并对这两种可能的机理进行的核磁研究。另外,该反应可以放大反应,达到了6.8g级规模,而且产率可以保持不变,具有工业应用的前景。综上所述,基于氮杂环卡宾作为一种有机小分子催化剂,本论文发展了合成C-S键、γ,γ-二取代丁烯酸内酯和酰胺的高效方法,这些方法具有反应条件温和、效率高和原子经济等特点,拓宽了氮杂环卡宾应用的范围。