杂环化合物,尤其是具有刚性骨架的含氮杂环化合物,广泛存在于天然产物及药物分子中,在生命科学、合成化学和材料科学等领域发挥着重要作用。因此,化学家们对杂环化合物的构筑给予了高度关注,并发展了多种合成方法。然而,这些方法仍存在着一定的局限性,因此开发高步骤经济性和高原子经济性的杂环化合物的合成方法具有重要的意义和价值。共轭二烯作为一类简单易得的有机合成原料,被广泛应用于过渡金属催化或有机小分子催化的环化反应中。鉴于共轭二烯在构筑官能化杂环化合物方面的潜力和价值,本文以三元环钯活性中间体为导向,发展了一系列钯催化的共轭二烯胺和醇的环化反应,实现了多种杂环化合物的高效合成。1.利用三元环钯络合物独特的结构特点,发展了醛和胺缩合原位产生三元环钯活性中间体的反应策略,并在此基础上建立了钯催化的胺基二烯参与的多组分环化反应,实现了多取代的饱和氮杂环的高效合成。该反应以5 mol%的Pd（Xantphos）（CH3CN）2OTf2为催化剂,乙腈作溶剂,80℃下反应12小时,能够以42-81%的收率合成一系列含烯丙基胺结构的饱和氮杂环化合物,并且对氟、氯、氰基、酯基和醛基等多种官能团表现出良好的兼容性。2.围绕醛与胺原位生成三元环钯活性中间体的反应策略,建立了钯催化的直链胺基二烯和水杨醛的环化反应,实现了具有刚性骨架的氮杂并环化合物的高效合成。以 5 mol%的 PdCl2、5 mol%的 Xantphos 和 3.3 mol%的 Ag3PO4 作为催化体系,N-甲基吡咯烷酮作溶剂,80℃下反应12小时,该反应能够以35-82%的收率和大于20:1的高非对映选择性一步实现多环骨架的构建,具有优异的原子经济性和步骤经济性。该反应能够兼容胺基二烯底物上的氟、氯、三氟甲基、烷氧基等多种官能团,合成了五至八元氮杂并环化合物。3.利用醛与胺原位生成三元环钯活性中间体的反应策略,建立了钯催化的支链胺基二烯和水杨醛的环化反应,实现了具有刚性骨架的氮杂桥环化合物的高效合成。以 5 mol%的 Pd（OAc）2、5 mol%的 Xantphos 和 3.3 mol%的 Ag3PO4作为催化体系,N-甲基吡咯烷酮作溶剂,80℃下反应12小时,该反应能够以33-93%的收率得到一系列氮杂桥环化合物。该反应能够高非对映选择性地构建一系列结构复杂的氮杂环化合物,为药物分子设计和改进提供了新的思路和方法。4.以三元环钯为关键的反应活性中间体,通过羟基与胺基之间的氢键作用,促使羟基与钯配位,从而促使二烯内部的碳碳双键与钯配位,实现了二烯醇和胺缩醛的高区域选择性、高非对映选择性以及高对映选择性的胺甲基化环化反应。以 2.5 mol%的[Pd（allyl）Cl]2、6 mol%的AgOTf 和 10 mol%的Cphos 为催化体系,二氯甲烷/甲苯=3/2作溶剂,80℃下反应12小时,该反应能够以30-94%的收率,实现了高区域选择性和大于20:1的非对映选择性的反式乙烯基异色满的高效合成。以5 mol%的PdBr2、6 mol%的AgOTf和10 mol%的膦烯烃配体为催化体系,二氯甲烷作溶剂,室温条件下反应24小时,该反应能够以32-95%的收率,实现了高区域选择性和最高大于20:1的非对映选择性的顺式乙烯基异色满的高效合成。此外,通过对手性配体的筛选,最终确定以2.5 mol%的[Pd（allyl）Cl]2、12 mol%的手性亚膦酰胺配体和6 mol%的AgOTs为催化体系,二氯甲烷作溶剂,室温下反应24小时,该反应能够以85-94%的对映选择性合成了一系列顺式乙烯基异色满。5.围绕酰基酰胺的C-N键活化,结合过渡金属催化的C-H键官能化反应研究进展,我们探索了在较为温和的反应条件下环内烯烃和酰基酰胺的交叉偶联反应,实现了多种官能化烯烃的合成。以2.5 mol%的[Rh（COD）Cl]2和20 mol%的Et3N为催化体系,甲苯作溶剂,120℃条件下反应12小时,该反应以25-98%的收率得到芳基化偶联产物。该反应涉及C-H/C-N键活化过程,扩展了酰胺在交叉偶联反应中的应用范围,并为烯烃的C-H键官能化反应提供了有价值的补充。