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含氮化合物广泛存在于天然产物和人工合成药物中,绝大多数拥有药物活性和生物活性的化合物中都带有至少一个含氮官能团。近年来,大量的课题组致力于过渡金属催化不饱和碳碳键的官能化研究,计算化学作为这一领域研究中不可或缺的手段,为烯烃炔烃胺化官能化理论研究提供了诸多便利,例如:中间体过渡态的构型、反应的机理以及相关的热力学数据。本论文中,我们利用量子化学理论和Gaussian 09程序包重点对两类过渡金属催化的烯烃炔烃官能化反应进行了研究,揭示了反应的机理,为接下来的研究提供理论依据,主要内容包括以下两个方面:我们利用B3LYP/6-31G*//B3LYP/6-31+G**方法对三苯基膦氯化金催化的3-己炔与N-氟代双苯磺酰亚胺的胺化芳化合成反应进行理论研究,得到了四条反应通道。该反应分为四个步骤:第一步是三苯基膦氯化金催化剂与NFSI的氧化加成,一价金被氧化成三价金,且该步骤能垒最高,是决速步骤。第二步是炔烃插入Au-N键,生成Au-F键,紧接着发生拔氢成环步骤,实现了炔烃的胺化芳化,避免了C-F键拔氢这一高能垒过程,最后在不稳定的七元环上发生过渡金属催化剂的还原消除步骤,得到目标产物。计算结果表明炔烃的插入位点位于Au-N键,从空间角度来讲更有利于下一步反应的发生,同时Au-F键的拔氢过程比C-F键的拔氢过程所需跨越的能垒更低,从热力学角度来讲更加合理。此外,我们还利用密度泛函方法 B3LYP/6-31+G**对一个新颖的苯乙烯自由基胺氟化反应进行了研究,该反应利用金属铜催化苯乙烯与NFSI实现了高区域选择性的自由基胺化氟化反应,我们对该反应的反应详细机理进行了DFT计算,并对氮自由基的形成及其对苯乙烯的加成过程进行了研究,同时我们还对NFSI在反应中的所扮演的角色进行了探究,理论研究结果表明NFSI在该体系中既是自由基氮源又是自由基氟源,并对自由基氟的转移过程也进行了模拟,极大的拓展了该试剂在有机合成中的应用。