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亚甲基环丙烷(MCPs)或者亚烷基环丙烷(ACPs)作为环丙烷家族中的特殊单元，由于其显著的物理化学特性可以在过渡金属、路易斯酸催化作用下发生化学转变生成碳环、杂环以及多环分子骨架。本论文的工作主要从以下三个方面进行展开:(1)热诱导的亚烷基环丙烷的环加成反应;(2)金属催化的自由基反应（主要围绕三氟甲基化反应）;(3)金催化环化-氧化亚烷基环丙烷的反应。全篇论文分为以下四个部分。 第一部分:热诱导亚烷基环丙烷的环加成反应 发现了分子内亚烷基环丙烷可以和原位生成的异氰酸酯以及异硫氰酸酯在热诱导条件下，依次发生6π电环化以及重排过程，生成一系列有合成价值、药理价值的呋喃喹啉和噻吩喹啉衍生物（第1章）。 第二部分:基于亚烷基环丙烷参与的双烯烃氟化反应研究 1.发展了铁或者铜催化作用下，邻位丙烯酰胺芳基取代的亚烷基环丙烷与二型Togni试剂的三氟甲基化反应。反应通过自由基串联反应生成两类三氟甲基取代的四环苯并氮杂七元化产物，这是首例利用三氟甲基化反应合成三氟甲基取代的七元环产物（第2章，第1节）。 2.发展了钯催化邻位烯丙胺芳基取代的亚烷基环丙烷与氟化试剂的二氟烷基化反应以及全氟烷基化反应。反应通过自由基串联反应生成结构多样的二氟烷基以及全氟烷基取代的碘代苯并氮杂七元环产物（第2章，第2节）。 第三部分:铜催化烯炔烃的三氟甲基叠氮化反应 1.发展了铜催化1，5-烯炔、高碘试剂以及三甲基叠氮硅烷的三氟甲基叠氮化以及双叠氮化反应。反应依次通过三氟甲基叠氮化/双叠氮化反应以及分子内点击反应，生成三氟甲基/叠氯基取代的三氮唑并异吲哚啉衍生物。同时，亚烷基环丙烷参与的1，5-烯炔的三氟甲基叠氮化反应也可以得到三氟甲基环丙基取代的产物(第3章，第1节）。 2.发展了铜催化1，7-烯炔、高碘试剂以及三甲基叠氮硅烷的三氟甲基叠氮化反应。反应依次通过三氟甲基叠氮化反应以及热重排反应生成结构多样的三氟甲基取代的氮杂螺环二氢喹啉酮产物。产物进一步转化生成生物活性的呋喃吲哚啉以及多官能化氮杂三元环产物（第3章，第2节）。 第四部分:金催化的基于亚烷基环丙烷参与的烯炔烃环化-氧化反应 发展了金催化基于亚烷基环丙烷参与的1，5-烯炔的环化-氧化氧化反应。反应通过非卡宾路径生成具有合成价值的芳基乙醛产物。产物可以在路易斯酸催化下进一步生成多环芳烃（第4章）。