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异腈是一种含有稳定二价负电碳原子的重要活性反应物,在含氮化合物的构建、新药物的研发以及天然产物的合成中得到了广泛的应用。近年来,过渡金属催化异腈参与的氧化串联反应可以高效便捷的构建C-C,C-N键等,为含氮化合物的合成提供了另一种新策略,对扩大异腈化合物的应用范围与丰富异腈化合物的反应类型具有重大意义。为此,本论文重点研究了过渡金属Pd、Co催化的异腈参与的氧化串联反应。具体研究内容包括以下两个部分:第一部分,基于过渡金属钯（Pd）催化的异腈参与的串联反应:（1）首次研究了钯催化的异腈与卤代芳基烯胺酮的氧化串联反应,提供了一个在温和反应条件下高效构建4-氨基喹啉衍生物的新方法。（2）首次报道了电子催化的烯胺酮与K2S的硫插入环化反应,高效构建苯并噻嗪类衍生物。该反应提供了一个环境友好、高效简洁合成苯并噻嗪类衍生物的新方法,且无需过渡金属催化,无需添加剂,无需氧化剂一步实现两个C-S键的形成。K2S既作为反应物提供了硫源,又与DMF发生反应生成S3·-自由基和电子引发反应。（3）创新性的发现了钯催化的异腈与烯胺酮的化学选择性C-H键官能化反应。在不同的钯催化剂和碱的作用下,通过对烯胺酮的单C-H键活化插入异腈,然后水解有效构建酰胺类衍生物;或者通过1,3-钯迁移实现对烯胺酮的双C-H键活化插入异腈选择性的合成4-氨基喹啉类衍生物。（4）首创了钯催化的N-（2-（1-苯基乙烯基）苯基）苯胺分子内Heck反应和胺钯化反应高效合成二氢茚并[1,2,3-KL]吖啶以及3-苯基吲哚衍生物。反应通过膦配体和溶剂的选择性调控,实现同一底物在两种不同的条件下化学选择性的生成二氢茚并[1,2,3-kl]吖啶和3-苯基吲哚衍生物,且反应过程分别经历了C-H键活化、N-H键活化、Heck反应以及1,4-Pd迁移过程。二氢茚并[1,2,3-kl]吖啶衍生物显示出较高的三线态能级,可作为潜在的蓝色磷光主体材料。第二部分,基于过渡金属钴（Co）催化的异腈参与的串联反应:（1）首次报道了钴催化的通过简单易制备的烯酰胺C（sp2）-H键活化与异腈的环化来高效构建3-亚氨基异二氢吲哚衍生物,该反应具有广泛的底物普适性（芳基酰胺、杂芳酰胺和丙烯酰胺等衍生物）以及强配位N-杂环导向基团耐受性（吡啶,嘧啶和吡唑）。（2）创新性的发现了钴催化下,通过胺、异腈以及有机叠氮化物作为氮自由基来源的三组分反应来高效合成磺酰基胍衍生物的新方法。该反应提供了一个新型的、环境友好、高效简洁的策略,并且具有广泛的底物普适性。DFT理论计算和EPR实验初步证实了反应经历了氮自由基转化的过程。（3）拓展了钴催化下的异腈以及有机叠氮化物作为氮自由基来源的多组分反应选择性高效合成脒基酰胺和亚胺吲哚衍生物的新方法。反应无需氧化剂、添加剂且催化剂用量少,溶剂清洁,从而提供了一个新型的、环境友好、高效简洁的策略,并且具有广泛的底物普适性。（4）进一步拓展了钴催化下异腈和硼酸以及有机叠氮化物作为氮自由基来源的多组分反应构建脒基亚胺衍生物的新方法。实现了在简单温和的条件下一锅法一步构建一个C-N双键和两个C-C键,以及硼酸在钴催化条件下的偶联反应。