发展新反应是有机合成化学永恒的主题之一,为有机化学输送了源源不断的新鲜血液,为新物质创造提供了强有力的工具。烯烃与炔烃等不饱和烃作为石油化工以及煤化工中重要的大宗化学品,用途极其广泛,在国民经济中占据重要的地位,它们也是新物质创制的重要物质基础,极大地促进了化学科学特别是有机化学的发展,为人类的物质文明和精神文明做出了巨大的贡献。氧杂环类化合物和含氮有机功能分子在自然界中分布极为广泛,不少这类化合物在动、植物体内起着重要的生理作用,成为生命活动不可缺少的物质。这些有机功能分子同样具有广泛的用途,如粘合剂、催化剂和助剂、食品和饲料添加剂、日用化学品、染料、涂料等。因此,发展该类有机功能分子的高效合成方法不仅将丰富有机合成化学的内涵,而且为化工、医药、农药和功能材料等领域的技术进步提供科学支撑。基于此,本论文研究了简单烯烃或炔烃为原料的高催化效率、高选择性、高原子经济性的氧杂环类化合物和含氮有机功能分子的新合成方法。具体内容如下:(一)铜促进的二氧化碳与炔丙醇的环化反应构建α-碘代亚烷基环碳酸酯衍生物。在三氟甲磺酸铜作促进剂时,碘化钾存在下,可以实现铜促进的炔丙醇和二氧化碳的偶联,并以高化学选择性、区域选择性地生成α-碘代亚烷基环碳酸酯类化合物,从而实现了二氧化碳的化学利用。(二)碱促进的2-氟苯乙炔与酮的[4+3]环化生成苯并氧杂环庚三烯类衍生物。该反应通过串联的α-烯基化反应和分子内的亲核芳基化反应(S_NAr)为各种官能团取代的苯并氧杂环庚三烯类化合物提供了一种直接且简单的合成方法。该无金属催化的反应还具有原子经济性高、反应原料廉价易得、反应操作简便、条件温和、底物兼容性强等优点。(三)钯催化富电子烯烃的氧化胺化反应构建α-氨基酸酯衍生物。该反应以简单芳胺和烯醚作为原料,绿色的过氧化氢作为氧化剂和氧源,醋酸钯作为催化剂,合成了多种多样的功能性α-氨基酸酯。同时该方法还具有较高的原子经济性、温和的反应条件,简便的操作步骤,反应条件温和,操作简便等优点。(四)钯催化芳胺、烯醚、硝基烷烃的三组分反应构建β-硝基胺类化合物。这是以简单原料的新型钯催化aza-Henry生成重要的有机合成子β-硝基胺的范例。当以morpholine作为碱时,反应则生成α-甲基-β-硝基胺类化合物,但当DABCO加入到反应体系中时,则生成令人意外的重排产物β-甲基-β-硝基胺类化合物。(五)钯催化高烯丙醇的氧化胺化构建β-氨基酮类化合物。该反应通过一步法策略,有序地在烷基链上安装羰基及胺基。同时该反应原子经济性高,反应条件温和,操作方便,反应底物无需提前制备等优点。反应过程中C-N键、C=O键的构建是完全不同于传统的Heck反应或redox-relay Heck反应的方式,是烯醇氧化胺化的新过程。