氮杂环丙烷是一类环内含有氮原子的三元杂环化合物,它不仅存在于一些有机分子和天然分子中,而且也是制备一些药物分子和天然产物的重要中间体。由于三元环的张力较大,导致其活性较高,它及其衍生物不仅可以与一些化合物发生开环反应,更重要的是,它们还可以与各类含有不饱和键的化合物发生环加成反应来制备种类更加丰富的含氮杂环化合物,如吡咯啉、咪唑、噁唑烷酮和噁唑烷等。因此,氮杂环丙烷参与的环加成反应研究已成为新的热点,并受到人们的高度重视。本论文第一部分研究了在AlCl₃促进下,2,2-二酯基氮杂环丙烷通过环内C-C键断裂形成亚甲胺叶立德再与腈类化合物发生[3+2]环加成制备3-咪唑啉衍生物的反应。通过一系列条件筛选得到了最佳反应条件:0.2 mmol的2,2-二酯基氮杂环丙烷,0.7 mmol的苯甲腈,0.2 mmol的AlCl₃作促进剂,以0.5 mL氯苯为溶剂于25℃下进行,目标产物收率可达95%。其次,在最优条件下对反应体系的普适性进行了探究,研究表明该反应广普性较好,大多数底物取得了良好到优秀的收率。接着,对反应机理进行了推断。且对标准底物进行了克级规模实验,并取得了优秀的收率。本论文第二部分研究了在TfOH促进下,2,2-二酯基氮杂环丙烷通过环内C-N键断裂与腈发生[3+2]环加成制备2-咪唑啉衍生物的反应。通过筛选得出最优反应条件为:0.2 mmol的2,2-二酯基氮杂环丙烷,0.4 mmol的苯甲腈,0.2 mmol的TfOH作促进剂,以0.5 mL DCE为溶剂于45℃条件下反应,目标产物取得了69%的收率。对反应体系的广普性进行了研究,大多数底物取得了中等到良好的收率。接着,对反应机理进行了阐述。本论文最后一部分研究了2,2-二酯基氮杂环丙烷与1,3,5-三嗪烷的环加成反应并得到了两种不同的多取代咪唑啉衍生物,当使用Yb（OTf）₃作催化剂时得到了四取代的咪唑啉衍生物,最佳反应条件为:0.2 mmol的2,2-二酯基氮杂环丙烷,0.2 mmol的三嗪烷,8 mol%的Yb（OTf）₃作催化剂,1.0 mL的二氯甲烷（DCM）作溶剂,200 mg的4?MS作添加剂于50℃条件下回流2h,标准底物收率可达95%。对反应广普性探究表明,大多数底物取得了中等到优秀的收率。其次,对反应机理进行了推测。当使用La（OTf）₃作催化剂时,得到了三取代咪唑啉衍生物。通过一系列条件优化,标准底物收率可达95%。接着,对1,3,5-三嗪烷的广普性探究表明,大多数底物取得了51%⁹5%的收率。本论文实现了2,2-二酯基氮杂环丙烷分别与腈类化合物和1,3,5-三嗪烷的环加成反应。所合成的产物经过¹H NMR、¹³C NMR和HRMS等进行了表征,部分产物结构由X-射线单晶衍射进一步确定。该论文还具有以下优点:1、催化剂廉价。2、反应条件温和,实验操作简单。3、产物收率较高。