异腈是与CO类似的等电子体,含有二价碳原子且结构稳定的化合物,是有机合成反应中一个重要的合成子,能够参与到多种多样的反应中,尤其是异腈参与的多组分反应（IMCR）应用的非常广泛且成果显著。本论文致力于开发简洁、高效的异腈参与多组分反应,在Pd/Cu与稀土金属的催化下发展了酰基异脲、酰亚胺、多取代恶唑及恶唑-三唑双环等多种重要含氮非环或含氮杂环化合物的合成新策略,并对部分含氮杂环化合物的抗肿瘤活性进行了初步的探究。第一部分,通过溶剂控制反应,以简单易得的酰胺、异腈与羧酸盐为原料,高选择性的合成了异脲及二酰亚胺衍生物。在Pd（dppf）Cl₂与Cu（OAc）₂的催化下,酰胺与异腈在60 ^oC醇溶液中高产率生成N-酰基异脲,而在非醇溶液中如乙腈中则经过N-乙酰基化高选择性生成二酰亚胺衍生物。溶剂醇和乙腈通过对反应机理的调控,决定了反应的不同产物。好的区域选择性、高产率、原料廉价易得、操作简单,而且仅通过简单改变溶剂就能得到不同产物,这些优点使其成为获得异脲及二酰亚胺衍生物有吸引力的合成方法。第二部分,稀土催化剂因其具有活性高、能与水兼容、反应条件温和及环境友好等特点,近年来其在有机合成中的应用得到了化学工作者越来越多的重视。本章研究了稀土金属Ce（OTf）₃的存在下炔酸与叔丁基异腈的三重插入反应,并用氘标记实验证明了该反应机理。该方法条件温和,操作简单,只需催化量（10 mol%）的稀土三氟甲磺酸盐,且能得到多种含炔基的多取代恶唑衍生物。并用MTT法测试了目标化合物对MGC-803（人胃癌细胞）,T24（人膀胱癌细胞）,A549（人肺癌细胞）及Hep G2（人肝癌细胞）4种癌细胞株的体外增殖的抑制作用。结果显示,目标化合物显示出潜在的抗癌活性,具有进一步的研究价值。第三部分,恶唑和1,2,3-三唑类化合物都是具有生物活性的杂环结构母体。本章在炔基羧酸与叔丁基异腈两组分反应的基础上,发展了稀土金属催化下炔基羧酸、叔丁基异腈与有机叠氮化物的多组分反应。在Ce（OTf）₃（10 mol%）的存在下,一分子炔酸与三分子叔丁基异腈在室温下首先发生三重插入反应,然后通过升高温度（100℃）进一步引发所得炔基恶唑与有机叠氮化物之间的[3+2]环加成反应,该反应高效地将具有肿瘤活性的恶唑和三唑环单元集成在一个分子内,为多取代的三唑-恶唑衍生物提供了一条新颖、简便的合成途径。此外,合成的部分化合物对MGC803（人胃癌细胞）显示出潜在的抗癌活性,IC₅₀值低于20μmol.L^-1。