杂环化合物广泛存在于天然化合物、有机功能材料、生物活性分子以及药物先导化合物中。其中含氮杂环化合物更是一类重要的分子骨架,其在核酸荧光染料、生物传感器、新型科技材料以及小分子药物的研发等领域都具有重要的应用前景。但是,传统合成复杂的含氮杂环化合物通常需要引入卤素或者其他特定的官能团,冗长的反应步骤,高温、高压等剧烈的反应条件为新型含氮杂环的应用开发带来巨大的困难。如何绿色、便捷、快速构筑复杂的杂环化合物是现代有机化学家们的研究热点。最近,基于过渡金属催化C-H键活化以及光催化构筑杂环化物具有明显的步骤经济性和原子经济性,可快速、高效构筑复杂的杂环化合物引起了有机化学家们巨大的兴趣。本论文主要研究了基于过渡金属催化C-H键活化的[4+2]环化反应以及新型钙钛矿光催化剂构筑喹唑啉酮类化合物的研究。主要研究结果如下:（1）茚并异喹啉酮衍生物是杂环化合物的重要分支,具有广泛的生物活性,开发便捷、高效合成杂环化合物的新方法是有机化学合成研究领域聚焦的热点之一。本论文发展了一种以2-芳基噁唑啉和α-1,3-重氮二酮为原料,在温和反应条件下,以铑（III）（[Cp*Rh Cl2]2）为催化剂,通过C-H键活化/[4+2]串联环化反应,成功地构筑了一系列茚并异喹啉酮衍生物（Scheme 1）,收率高达93%。该反应能够很好地兼容吸电和斥电各种基团。机理研究表明该过程经历了Rh（III）催化的C-H活化,生成2-芳基-1,3-二酮中间体。随后,水促进噁唑啉阳离子开环/环化,巧妙地一步构筑了茚并异喹啉酮及其衍生物。该方法操作简单、反应条件温和,具有良好的官能团容忍性,副产物只有N2,环境友好,并具有优异的原子经济性和步骤经济性,为茚并异喹啉酮的合成提供了新的合成策略,也为研究茚并异喹啉酮衍生物的生物活性提供了物质基础。（2）喹唑啉酮及其衍生物是一类重要的含氮杂环化合物,广泛地存在于天然产物和药物分子中,具有抗癌、抗菌、抗炎等重要的生物活性。基于绿色化学的理念,本论文发展了光催化邻氨基苯甲酰胺与苯甲醛在温和条件下构筑一系列喹唑啉酮类化合物的新方法（Scheme 2）。该策略使用廉价易得的银铋双钙钛矿作为光催化剂（催化剂用量低至0.05 mol%）,产率高达99%,具有良好的底物适用性、绿色环保等特点,符合绿色化学的理念。机理研究表明,该反应过程可能涉及到自由基。首先,邻氨基苯甲酰胺与苯甲醛生成亚胺中间体。随后,通过分子内亲核加成环化反应,得到重要的中间体I,中间体I在光、催化剂和氧的协同作用下脱氢氧化生成目标产物喹唑啉酮。该策略底物适用范围广,具有良好的官能团耐受性,为构筑喹唑啉酮类衍生物的合成提供了绿色、高效的合成方法,简便的操作以及温和的反应条件有望进一步实现在工业上的应用。