环加成反应是有机化学中非常重要和经典的反应之一。自从Huisgen提出了1,3-偶极环加成的概念之后,1,3-偶极环加成反应已经成为合成五元杂环的通用方法。铜催化的偶极环加成反应具有区域选择性专一的优点。本论文主要研究了铜催化的叠氮和甲亚胺亚胺与炔烃的偶极环加成反应,主要完成了以下四个方面的工作:我们研究了亚铜催化的叠氮和炔烃的环加成(CuAAC)反应,发现了三个快速高效的催化体系:(1)醋酸亚铜;(2)氧化亚铜与醋酸;(3)碘化亚铜与四丁基醋酸铵。通过对反应中间体研究发现:除了亚铜的催化作用外,醋酸对CuAAC反应的速率有决定性的作用。醋酸的作用主要体现在三个方面:与亚铜离子配位生成双核醋酸亚铜;与炔铜配位形成真正的活性中间体;对环加成中间体进行质子化。以上催化体系具有催化剂用量低、反应快速、不需要配体和添加剂等优点。我们还研究了二价铜催化的CuAAC反应,发现醋酸铜是一个高效的催化剂而且催化活性可以通过配体进行调控。通过炔烃自身偶联,醋酸铜被还原为醋酸亚铜来发挥催化作用,其还原速度受配体和溶剂影响。多数羧酸铜(II)都能够快速与端炔反应生成炔铜和催化CuAAC反应,但是醋酸铜的效果最好。醋酸铜具有廉价、稳定、适用范围广等优点。我们又研究了甲亚胺亚胺与炔烃的环加成反应,发现以下四个催化体系具有很好的效果: (1)醋酸亚铜;(2)碘化亚铜与四丁基醋酸铵;(3)碘化亚铜与四丁基氟化铵;(4)醋酸铜。利用这些体系,我们建立了由乙炔基酮或酯制备炔铜的简单而可靠的方法,并证实炔铜也是该反应的中间体。以上催化体系具有催化剂量低、条件温和以及反应时间短等优点。相对于已报道的催化体系,酸性条件下的环加成反应具有更快的反应速率和更广泛的适用性。另外,我们建立了二肟配体促进了醋酸镍催化的Kumada反应,合成了一系列非对称的联芳环化合物。