马来酰亚胺骨架是一类重要结构单元广泛地存在于天然产物、药物、生物活性分子和功能材料中。同时它也能作为一种重要的中间体来合成更为复杂的天然产物。含氮杂环化合物由于其独特的生物活性、易于结构修饰、便于引入各种功能基团等特点而日益受到科学家们的青睐。因此,发展新的方法学来快速、高效地构建含氮杂环化合物具有重要意义。本文旨在利用过渡金属或非金属为催化剂来探索马来酰亚胺与烯胺化合物、醛腙化合物和α-溴代苯乙酮化合物的氧化环化反应,构建一系列含氮杂环化合物。全文工作主要包括以下内容:第1章:对马来酰亚胺类化合物参与的最新有机合成反应研究进展进行了综述。马来酰亚胺由于其结构的特殊性,包括不饱和的酰亚胺键和缺电子的碳碳双键,可以有效地发生Michael加成反应、氧化偶联反应和环加成化反应等。在此基础上围绕马来酰亚胺类化合物,以烯胺化合物、醛腙化合物和α-溴代苯乙酮化合物为环化反应前体合成了一系列的含氮杂环化合物。第2章:研究了CuCl催化的胺、炔酯与马来酰亚胺三组分的氧化环化反应。该反应以马来酰亚胺与胺和炔酯类化合物为原料,在CuCl催化的作用下,二甲基亚砜为溶剂,在90℃下反应5小时,以40-88%的收率得到相应的二氢吡咯衍生物。在此基础上,再向上述反应体系中直接加入氧化剂过硫酸钾继续反应12小时便可得到全取代的吡咯化合物,产率为42-72%。该反应具有条件温和、底物范围广和效率高等特点。第3章:探索了DABCO催化的二芳基醛腙与马来酰亚胺的两次串联环加成反应。该反应以马来酰亚胺与二芳基醛腙为原料,在廉价易得的DABCO催化下,乙二醇二甲醚为溶剂,在70℃下反应12小时,以37-91%的收率得到相应的吡唑[5,1-c][1,2,4]三氮唑衍生物。该反应表现出了较好的步骤和原子经济性以及广阔的底物适用性和官能团耐受性。该反应为此类化合物的合成提供了一种较为有效的合成方法。第4章:发展了CuCl催化的醛腙与马来酰亚胺的氧化偶联反应。该反应以马来酰亚胺与醛腙为原料,在CuCl催化下,N,N-二甲基甲酰胺为溶剂,在80℃下反应2小时,以57-95%的收率得到相应的二氢吡咯[3,4-c]吡唑类化合物。进一步,当上述反应体系不经纯化,直接加入氧化剂双（三氟乙酰氧基）碘苯便可得到吡咯[3,4-c]吡唑类化合物,产率为47-84%。该反应具有较高的产率和较好的官能团兼容性,为其进一步的官能化提供了可能。第5章:研究了碘催化的醛腙与缺电子烯烃的区域选择性的氧化自由基接力反应。该反应以缺电子烯烃和醛腙为原料,在分子I₂的催化下,过氧化苯甲酰为氧化剂,乙腈为溶剂,在80℃下反应6小时,以56-90%的收率得到相应的吡唑化合物。此外,当缺电子烯烃α位的氢被取代时,以TBHP为氧化剂,在80℃下反应2小时,以52-86%的收率得到相应的二氢吡唑化合物,并将该方法用于除草保护剂Mefenpyr-Diethyl的合成。第6章:实现了可见光诱导铱催化的α-溴代苯乙酮衍生物与马来酰亚胺的还原自由基接力反应。该反应以马来酰亚胺与α-溴代苯乙酮衍生物为原料,在Ir（ppy）₃催化下,磷酸氢二钾为碱,乙腈为溶剂,室温下在蓝光灯的照射下反应20小时,以27-89%的收率得到相应的苯并异吲哚三酮衍生物。该方法具有反应条件温和收率较高等优点。当使用邻位和对位取代的α-溴代苯乙酮为底物时,可得到单一产物;当间位取代的α-溴代苯乙酮作为底物时,该反应并未表现出较好的区域选择性,而是得到两种相应的异构体。