五元环骨架是有机化合物分子中一类非常重要的结构单元,广泛存在于天然产物、药物分子、农药及功能材料当中。发展新的合成策略以快速高效构筑五元环骨架一直是有机合成领域的热门研究课题。环化反应能够一步构筑多根化学键,为合成具有结构复杂性和功能多样性的有机分子提供了简洁高效的途径,在环系分子骨架的构筑中占据非常重要的地位。常见构筑五元环骨架的策略包括[3+2]、[4+1]和[2+2+1]环化反应,化学家们利用这些环化策略成功合成了众多含五元环骨架的化合物。其中,[2+2+1]环化策略由于有着更好的可操控性和灵活性而备受关注。本文主要论述[2+2+1]环化策略在五元环骨架构筑中发挥的重要作用,旨在发展新颖简洁高效的[2+2+1]环化反应去实现具有应用价值五元环状化合物的合成。本文主要包括以下三部分内容:第一章概述五元环状化合物的重要性及一些含五元环骨架的天然产物和生物活性分子。介绍构筑五元环骨架的常见环化策略,并集中讨论不同种类单原子合成子参与的[2+2+1]环化反应,系统论述不同类型C1、N1合成子以及其他杂原子合成子（氧、硫、硅）参与的[2+2+1]环化反应,并在此基础上提出博士期间课题研究思路。第二章介绍一例钯催化下酚类化合物的[2+2+1]去芳构螺环化反应。该研究工作利用邻溴碘苯,炔烃以及2-萘酚三种简单易得的合成原料,克服了分子间反应中存在的化学和区域选择性问题,实现了三组分多米诺串联反应,快速高效构筑了一系列复杂螺环分子骨架,其中,2-萘酚作为C1合成子参与该[2+2+1]螺环化转化。第三章介绍一例钯催化下三级羟胺作为双功能单氮源参与的[2+2+1]环化反应。该研究工作通过芳基碘化物底物中炔烃片段导向形成的五元环钯中间体与三级羟胺发生的双胺化反应,简洁高效构筑了一系列合成上有价值的3,4-桥环吲哚骨架。利用反应探索阶段发现的不同于传统方式的三级胺sp3碳氮键断裂方式,即三级胺中大位阻烷基基团经SN1途径离去,设计合成了保留易脱除烷基基团的三级羟胺参与反应,成功得到含易脱除保护基的吲哚类化合物。