杂环骨架广泛存在于天然产物、药物、有机材料和功能性分子中。因此,简单高效地合成杂环化合物成为有机合成化学研究的重要趋势。串联反应可以利用很少的步骤得到较复杂的化学结构,在不对称合成及杂环化合物的合成中具有重要作用。随着催化剂和反应底物越来越巧妙的设计,串联反应将会成为越来越重要的合成方法。在本论文中,我们主要涉及到过渡金属催化的串联环化反应及其在有机合成中的应用,其中共分三章：第一章对近年来1,2,3,4-四氢喹啉化合物的应用及合成方法作了总结。利用苯胺和两分子醛缩合的方法,发展了一个FeCl3促进的脂肪醛和芳香胺的Mannich/分子内的Friedel-Crafts烷基化／分子间的Friedel-Crafts烷基化串联反应,高效地合成了一系列多取代的1,2,3,4-四氢喹啉衍生物。第二章中首先简单介绍了金、铂活化炔基的理论背景,对近年来金、铂催化炔基环氧化合物的环化反应和杂原子参与的环化、基团迁移反应作了总结。然后,发展了一个铂催化的环氧炔基烯丙基醚合成螺环苯并二氢吡喃酮的反应。此反应可以在一个反应中高效地构筑三个环与一个螺碳原子。然后我们对反应的条件进行了筛选和优化,并对该反应的底物进行了扩展,讨论了芳环上取代基的电子效应对反应的影响,并提出了一个可能的反应机理。此反应历经环氧炔环化,[1,2]-烷基迁移,烯丙基迁移,芳香环化几个步骤。第三章中首先对近年来金催化的炔基氮杂环丙烷的环化反应和联烯胺的氢胺化反应的研究进展作了总结。然后,我们设计了一个金催化炔基氮杂环丙烷吲哚化合物的重排反应来合成螺环四氢-β-咔啉衍生物。再次,我们对反应条件进行了筛选和优化,并对该反应的底物进行了扩展,而且分离出了反应的中间体,提出了一个合理的反应机理。此反应涉及炔基氮杂环丙烷吲哚化合物的分子内Friedel-Crafts类型的加成反应和联烯氨中间体的氢胺化反应。