杂环化合物广泛存在于自然界中,对动植物的生理活性起一定的作用。一个世纪以来,喹啉类和吲哚类化合物的合成及其应用一直是杂环化学的一个关键领域,受到众多化学工作者的青睐。发展更加快速、环保、高效的路线去构建吲哚和喹啉化合物一直是科学家们所追求的目标之一。喹啉和吲哚衍生物在医药、农药和化工生产中具有重要的作用。如,吲哚衍生物之一色氨酸,是人体营养必须的氨基酸,可治愈失眠、头疼等症状。因此,本文介绍了吲哚和喹啉类化合物的合成进展,也同时发展了过渡金属铜催化合成喹啉和吲哚衍生物的新方法。本论文具体内容从以下几个方面进行阐述。第一章,首先综述了传统的Skraup-Doebner-Vonmiller与Friedl?nder合成方法,以及近几年利用钯、铜、和其它过渡金属催化合成喹啉衍生物的研究进展。然后,还综述了传统的Bartoli与Fischer吲哚合成方法,以及铜、钯和铑过渡金属催化合成吲哚衍生物的研究进展。此外,我们还介绍了近几年醛酸参与的反应研究和阐述了本论文选题的依据和意义。第二章,主要研究了醋酸铜催化作用下,2-烯基芳胺与乙醛酸发生[5+1]串联环化反应,以中等至良好的收率得到一系列重要的喹啉衍生物。该反应体系可能历程涉及:烯基芳胺与乙醛酸的亲核加成、释放一分子水形成亚胺、6π电子环化、脱羧氧化芳构化等系列过程。值得一提的是,铜盐和空气作为氧化剂,是该反应的关键。该反应原料易得、底物适用性好,可以实现克级规模放大。第三章,主要研究了在过渡金属铜的催化作用下,2-炔基芳胺与一水合乙醛酸于DMSO溶剂中发生环化反应,以良好收率合成一系列的吲哚醛衍生物。该反应可能涉及以下过程:Cu（II）与炔基芳胺的炔键配位,环化脱去一分子HX得到吲哚中间体。随后,吲哚中间体与乙醛酸作用、脱去一分子CO₂得到目标产物。而Cu（I）被空气中氧气氧化,继续进入下一个循环。该反应时间短,操作简单,条件温和,底物适用性好,如给电子基团、吸电子基团和杂环都可以兼容。总之,在过渡金属铜的催化作用下,我们实现了2-烯基/炔基芳胺与乙醛酸的串联环化反应,制备了一系列重要的喹啉/吲哚衍生物。