杂环化合物是一类重要的有机化合物,它广泛存在于天然产物中。由于杂环化合物具有独特的结构特性和重要的生物活性,使其在医药、农药、材料等领域具有重要的应用价值。发展各种新型杂环化合物的合成方法研究是有机合成工作者所追求的。串联反应是构建结构多样性和复杂性生物活性有机分子的重要手段,在类天然杂环骨架的构建中具有广泛的应用。本论文以一些简单、易得的具有多个活性中心的合成子为原料,利用串联反应构建了一些结构新颖的桥杂环或多杂环骨架。本论文分五个部分:第一部分综述了近年来串联反应在构建不同类型的杂环骨架中的应用。第二部分利用微波辐射下戊二醛、丙二腈、环状1,3-二羰基化合物及胺的六组分Domino反应构建了一类新型桥杂环骨架2H-9,15,10-(桥丁[1,1,4]三基)-2,6-桥亚胺苯并[4,5]氮杂辛烷并[1,2-a][1,3]二氮杂辛烯-9,15-二甲腈,在反应中一步高效地构建了11个新键和5个新环。提出了可能的反应机理,并通过控制实验和一些关键中间体的理论计算对机理进行了支撑。产物的结构通过IR、1HNMR、13C NMR和HRMS进行确定,化合物5aa和7b的结构进一步通过单晶X-射线衍射分析进行了确证。该方法具有区域选择性好、高效、原子经济性好、环境友好等优点。第三部分研究了利用2-氯喹啉-3-甲醛与烯胺酮或达米酮的串联反应合成了双苯并[b,g][1,8]萘啶-1(5H)-酮或1H-色烯并[2,3-b]喹啉-1-酮类稠杂环化合物。并对合成的双苯并[b,g][1,8]萘啶-1(5H)-酮衍生物进行了抗肿瘤活性筛选,结果表明部分化合物具有较好的抗肿瘤活性,为进一步的活性筛选奠定了基础。采用IR、1HNMR、13C NMR和HRMS对产物的结构进行了表征,其中化合物16aa和17ha的结构进一步通过单晶X-射线衍射分析进行了确证。第四部分利用L-脯氨酸催化下2-氯喹啉-3-甲醛、烯胺酮及环状1,3-二羰基化合物的三组分Domino反应“一锅煮”合成了一系列多官能化的双苯并[b,g][1,8]萘啶-1(2H)-酮。该方法具有反应时间短、产率高、操作简单、环境友好等优点。产物的结构通过IR、1HNMR、13C NMR和HRMS进行确定,化合物19ah的结构还进一步通过单晶X-射线衍射分析进行了确证。第五部分研究了L-脯氨酸催化下茚三酮、烯胺酮及丙二腈的三组分串联反应,合成了4b,9b-(环氧亚乙烯基)茚并[1,2-b]吲哚-11-甲腈衍生物,在反应中一步构建了5个新键和2个环。该反应具有环境友好、产率高、操作简单的优点。产物的结构通过IR、1HNMR、13C NMR和HRMS进行确定,化合物24o的结构通过单晶X-射线衍射分析进一步确证。第六部分利用醋酸钯催化的草酰氨基导向的苄胺与醋酸烯丙酯进行苯环上C-H活化/环化串联反应,合成了一系列二氢化异喹啉衍生物,该化合物在Na OH作用下可以切除导向基团,得到芳构化产物取代异喹啉,为异喹啉骨架的构建提供了一种快速、有效的方法。