具有高反应活性的异腈化合物在有机合成中广受关注。特别是功能性异腈化合物在构建具有结构多样性和复杂性的含氮杂环中展示了惊人的高效性和原子经济性。本论文以功能性异腈（色胺异腈和邻氰基苯基异腈）为反应底物,在过渡金属的介导下实现了分子间的串联环化反应,在温和的条件下高效地构建了一系列包含螺环吲哚啉以及喹唑啉骨架的含氮杂环类化合物。研究内容主要包含以下三个部分:第一部分研究了钴催化下色胺异腈与叠氮化合物在水相中的偶联反应实现了螺环吲哚啉化合物的绿色合成。该策略具有原子经济性高、反应条件温和、底物普适性好等特点。产物只需通过简单的操作即可获得,无需繁琐的柱层析操作。更重要的是,该水相催化体系循环十次后,仍然可以保持相当的催化活性和产物收率。该策略为螺环吲哚啉化合物的构建提供了一种环境友好且高效的方法。第二部分研究了钴催化下邻氰基苯基异腈、叠氮化合物和胺类衍生物的串联环化反应。该反应以一锅多步的方式构建了 3-4个C-N键和1-2个环系,具有反应条件温和、原子经济性高、产率优异、底物范围宽等优点。通过该反应可以实现喹唑啉、喹唑啉酮、苯并咪唑并喹唑啉等潜在生物活性骨架的高效合成。放大量反应的结果显示,催化剂可回收循环利用。第三部分研究了三价锰盐介导下色胺异腈与硼酸化合物的自由基加成螺环化反应。该策略具有条件温和,产率优异,底物范围广泛等特点,为螺环吲哚啉化合物的构建提供了一条高效的路径,目前这部分工作的机理还在继续考察中。