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苯并氮杂环化合物因具有一些独特的生物和药理活性而备受人们的关注,其基本结构单元广泛地存在于医药、农用化学品及功能化材料中,故苯并氮杂环化合物也是合成这些重要产品的基本原料或关键中间体。针对现有合成方法存在的一些关键性问题,开展苯并氮杂环化合物的高效、绿色、简便、原子经济性的合成方法研究是有机合成领域的重要研究任务之一。本论文的科研工作重点研究了几种操作简单、原子经济性高、底物适用范围广的苯并氮杂环化合物的合成方法,为一些医药中间体、生物活性物质提供了简捷高效的合成途径。首先,我们选用磷钨酸这个可回收利用的催化剂,以2-氨基芳基酮和α-杂原子取代的亚甲基酮为原料,用Friedl?nder合成法简捷方便地合成了新型杂原子取代的喹啉衍生物。实验结果表明,这一方法具有操作简单、底物适用范围广、无需使用溶剂以及催化剂可回收等优点,该研究提供了一种十分实用的合成杂原子取代的喹啉衍生物的方法。其次,以Ru3(CO)12/Binap/t-Bu OK(Binap=1,1’-联萘-2,2’-双二苯膦)作为高效的催化体系,我们采用吡啶甲醇为烷基化试剂,首次实现了2-氨基苯甲腈衍生物的氮烷基化反应,该方法可以中等或高分离产率地得到一系列2-N-吡啶甲基化的苯甲腈产物。值得一提的是,这些产物作为潜在的配体可以用于合成N^N^N类金属配合物或用于过渡金属催化。通过对这类产物的进一步合成应用探索,我们发展了一种新颖、直接的合成具有生物活性的1,2,3,4-四氢化苯并-[1,4]-二氮杂环庚-5-酮类产物的方法,这为新生物活性物质的发现提供了重要基础。最后,我们发现了一种便利的合成2-芳基喹唑啉衍生物的新方法。通过采用商业化的Ru3(CO)12/Xantphos/t-Bu OK高效催化体系,一系列的2-氨基芳基甲醇和苯腈被中等或高分离产率地转化为各种2-芳基喹唑啉目标产物。这个合成方法具有原子效率高,底物适用面广,官能团兼容性好等优点。该研究为各种2-芳基喹唑啉衍生物提供了一种切实可行的合成方法。