炔烃的催化官能团化反应,作为一种构建多种官能团化合物的有效方法,在有机合成方面有着非常重要的地位。近些年来,过渡金属催化的炔烃官能团化反应,以其在构建碳碳键和碳杂原子键方面的高效性、高选择性等优点,取得了突飞猛进的发展,成为有机化学领域的研究热点之一,被广泛应用于现代有机合成中。相对于其他金属催化的炔烃转化反应,金催化的炔烃官能团化反应在反应的区域选择性,立体选择性,构建化合物的多样性和反应的原子经济性等方面具有十分明显的优势。本论文主要研究的是以简单易得的炔烃类化合物和有炔基键联的重氮化合物为原料,通过金催化的选择性可控的炔烃官能团化反应构建一系列结构多样性的杂环类化合物。第一章主要是对炔烃官能团化反应和金催化的炔烃官能团化反应研究进行了归纳总结,同时介绍了本文的研究设想和创新点。第二章是关于金催化的1,6-二炔类化合物的羰化/环化串联反应的研究,该反应先后经历了 6-exo-dig和6-endo-dig环化过程,最后通过水解质子去金高效地构建了β,γ-不饱和酮衍生物。反应具有原料简单易得,产物收率高和反应条件简便等优点。有别于已报道的催化的炔烃羰化反应,该工作是首例利用分子内的炔键对反应中生成的1,3-噁嗪烯基金中间体进行捕获的报道。该捕获反应不仅是对反应机理的验证,同时也为合成β,γ-不饱和酮衍生物提供了一种简单,有效的合成方法。第三章介绍了金催化剂和布朗斯特酸共催化的一锅法[4+2]环加成反应构建螺-杂多环化合物。在对该反应的探索中我们发现,参与反应的未活化的环状烯烃和活泼的N-酰基亚胺离子两种中间体分别由1,6-二炔化合物和叠氮化合物在相应的催化条件下原位生成,通过N-酰基亚胺离子与三取代环状烯烃的[4+2]环加成反应,以较高的产率构建了含有相邻的三级碳和季碳中心的螺-四氢喹啉骨架。在第四章中,我们报道了金催化炔烃键联重氮化合物经由卡宾中间体过程的串联反应,反应条件简单,底物适用范围广泛,以很高的产率合成了多取代的呋喃化合物。反应的机理研究表明,反应启动于金催化的重氮分解,生成卡宾中间体,随后通过与水生成的氧叶立德中间体进行分子内的6-endo-dig环化反应。最后,通过β-氢消除/质子去金化过程,得到芳构化的目标产物呋喃化合物。同时,相应的捕捉控制反应证明了假设的卡宾中间体的存在。在第五章中,我们同样利用炔基键联的重氮化合物为原料,发展了一种新颖的金催化的炔丙酯重氮化合物环化反应。在反应过程中,底物先通过金催化的1,2-酰基迁移原位生成烯基金卡宾中间体,再通过与分子内键联的重氮基团偶联反应终止,高效地构建重要的原白头翁素衍生物。进一步的机理研究发现,适当的醇类添加剂在反应中起到了至关重要的作用,它可以有效调节金属催化剂的催化活性,从而实现对反应的化学选择性控制。