氮杂环丁烷是药物分子的基本结构单元之一,其衍生物常常具有抗高血压、抗炎、抗心律不齐及抗抑郁等生物学活性,因此,发展氮杂环丁烷的高效合成方法具有重要意义。但是,由于四元环张力较大,氮杂环丁烷的合成仍然面临挑战。目前常见的合成方法包括亲核取代反应、环加成反应和过渡金属催化的分子内碳氢键直接胺化等反应。遗憾的是,采用强碱、苛刻的反应条件或昂贵的过渡金属催化剂限制了这些方法的应用。近年来,炔胺的自由基加成反应成了合成含氮化合物的有效途径。相比5-endo环化反应,炔胺的4-exo-dig自由基还未实现。为此,本论文开展了N-烯丙基炔胺的4-exo-dig自由基环化反应研究,实现了若干氮杂环丁烷合成的新方法。内容主要分以下两个部分:1、N-烯丙基砜基炔胺的三氟甲基化/环化串联反应研究。以苯基吖啶盐为有机光催化剂,Togni试剂为三氟甲基自由基源,碳酸铯做碱,乙腈为溶剂,室温反应36h,以中等到良好的产率得到具有氮杂环丁烷结构的多环化合物。初步的机理研究表明,反应经历炔烃的自由基三氟甲基化、4-exo-dig环化、分子内加成、氧化脱质子等步骤。该反应无需使用过渡金属催化剂,同时形成3根化学键和2个杂环,是一种温和、高效的氮杂环丁烷合成方法。2、N-烯丙基砜基炔胺的二氟烷基化/环化串联反应研究。以fac-Ir（ppy）3为催化剂,TMEDA为碱,溴二氟乙酸乙酯为氟烷基自由基源,DMAC为溶剂,初步实现了二氟烷基取代氮杂环丁烷的合成。反应具有条件温和、原子经济性高、反应时间短等优点,目前正在对反应的立体选择性进行深入研究。