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含氮杂环类化合物具有独特的生理和药理活性,广泛存在于天然产物和药物分子骨架中。另外,此类结构也普遍存在于多种农药结构中。因此,发展高效构建各类含氮杂环类化合物及其骨架的方法具有重要的科研和应用价值。在我们的研究工作中,主要发展了金(Ⅰ)和钯(Ⅱ)催化的串联环化反应,用以构建多种氮杂环状化合物。手性1,2,3,4-四氢喹啉不仅是多种天然生物碱及生理活性分子的核心骨架,也是很多药物分子的重要结构单元。我们发展了一种高效构建手性四氢喹啉的方法,利用IMesAuMe与手性磷酸原位生成的手性磷酸金作为催化剂,在0.2 m01%催化量的条件下,可以非常有效地催化炔丙基苯胺分子内氢胺化/不对称转移氢化串联反应,以较好的收率和很高的对映选择性得到光学活性的四氢喹啉产物。磷酸金催化剂既作为π-Lewis酸催化分子内氢胺化反应,又作为手性a-Lewis酸催化不对称转移氢化反应。杂Diels-Alder反应一直被认为是合成六元杂环最高效的方法之一。而在众多不对称杂Diels-Alder反应中,以偶氮类化合物作为亲双烯体的反应可以高效的构建光学活性的四氢哒嗪类化合物。我们使用手性亚磷酰胺金络合物催化炔丙醇的分子内脱水环化反应形成二烯结构,随后金催化剂继续催化二烯与偶氮化合物的不对称杂-Diels-Alder反应,以最高92%的收率和86%ee得到手性哒嗪类化合物。1,3-偶极环加成反应是高效构建多元环状化合物非常高效的方法。我们首次使用10 mol%的钯(Ⅱ)催化剂实现了邻炔基硝酮类化合物与贫电子烯烃的串联环化异构化/1,3-偶极环加成反应。反应中通过形成α-羰基钯卡宾中间体完成了炔烃氧转移反应过程,以较好的收率和非对映选择性得到含氮桥的多元并环化合物。