作为一类新型芳香体系，过渡金属杂芳香体系因兼具经典芳香性和金属有机反应性，受到了广泛关注。近年来，金属杂芳香化合物的合成及反应性研究已取得了一定的进展。但是，通过经典有机反应来构筑金属杂芳香化合物的合成路径仍鲜有报道。本论文中成功地将一些经典有机反应拓展到金属有机体系中，并藉此构筑了一系列结构新颖的金属杂芳香稠环。其中，有多种结构属首例。另外，本论文工作还分离并结构表征了一些重要的反应中间体，进而深入研究了这些金属杂芳香稠环的形成机理和反应性，为这些经典有机反应拓展到金属有机体系提供了理论依据。本文主要内容概括如下:　　 第一章为绪论，简述了过渡金属杂芳香化合物和传统芳烃的异同点。简要介绍了与本论文紧密相关的金属杂稠环体系和一些经典有机反应。此外，还阐明了本论文的选题依据和研究内容。　　 第二章主要研究了通过锇苯的增环法制备锇杂芳香稠环化合物。芳香亲核取代(SNAr)反应是有机化学中的一类重要反应，是实验上论证芳香性的三个反应之一(另外两个反应是与过渡金属的η6-配位反应和芳香亲电取代(SEAr)反应）。本章不仅首次将芳香亲核取代(SNAr)反应拓展到金属杂芳香体系中，并且通过该反应得到了首例金属苯并噻唑和首例金属苯并噁唑。此外，锇苯环上含有硫氰酸根基团的锇苯还能与甲基锂和炔锂等亲核试剂反应，生成多种带有不饱和官能团的锇苯。　　 第三章主要合成了含首例m-金属吡啶结构单元和首例金属吡啶炔结构单元（有机吡啶炔因其极端的环张力而从未被分离、表征！）的两个化合物。这两个结构新颖的金属有机化合物均为金属杂稠环化合物，也可被视为首例金属杂异喹啉和首例金属杂异喹啉炔。这两个化合物的中心金属都位于两个六元金属杂芳香环的桥头位置，是目前金属杂芳香化合物中非常少见的结构。本章中，我们还首次将碘促进的亲电环化反应拓展到金属苯体系，得到了一系列新的金属杂多环化合物，并对该亲电环化反应的关键中间体（碘鎓化合物）进行分离和表征。晶体结构表征表明该碘鎓化合物为一个紧密型离子对化合物，并非被广泛认可的环状碘鎓结构。藉此反应不仅再次实现了由金属苯构筑金属杂稠环，进一步丰富了金属苯化学，也为金属杂稠环的构筑提供新思路。　　 第四章主要研究了金属苯的首例移位取代反应。研究发现:碘代锇苯与醇/醇钠反应可单一得到移位取代产物，但其与胺在碱性条件下反应不仅得到了预期的移位取代产物，还生成了锇杂环戊二烯衍生物。进一步研究表明此移位取代反应的机理应经由亲核加成—开环—关环三个重要的步骤，与经典有机反应ANRORC取代机理很相似。理论计算表明:亲核试剂的亲核性和反应体系的碱性是影响该移位取代反应的重要因素。此外，还通过氢胺化反应合成得到了一系列罕见的金属杂双五元环化合物。该类化合物的中心金属位于两个金属杂五元环的桥头位置。　　 第五章主要合成了首例含金属亚乙烯结构单元的五元杂环化合物。此类化合物具有未见报道的金属杂五元环内联烯结构。五元环内联烯化合物具有极高的环张力，本章的理论计算结果表明，引入过渡金属可以有效地降低环张力，并且相对不稳定的金属杂五元环内联烯向相对稳定的金属杂六元环内联烯转化具有较大的能量驱动力。与理论预测一致，实验上确实也实现了利用含金属亚乙烯结构的五元杂环化合物合成出未见报道的异金属苯酮。此外，该类金属杂五元环内联烯化合物还能与水和一级胺等亲核试剂反应，生成一些具有特殊结构的金属杂环化合物。　　 第六章总结了本论文研究工作的创新性，并对后续的工作进行了展望。