在本文中,我们通过量子化学的密度泛函理论(DFT)集中研究了在铜盐催化剂的催化作用下两种典型的Ullmann反应：CuI催化下的2-(2-溴苯)环己-1-烯三氟甲磺酸酯发生的分子内C-O偶联反应以及CuI催化下的a-氨基酸与溴代苯之间的C-N交叉偶联反应。这些理论计算工作的主要目的是设计合理的微观反应步骤,探明Ullmann型C-O、C-N偶联反应中各化合物的分子构型及相关结构参数,并对所有构型进行优化处理,得到可靠的热力学及动力学数据,从而明确铜源催化剂的催化原理,并在此基础上探讨了催化剂配体的改变对催化剂在此类反应中催化性能的影响,为实验工作者寻找更加优质的催化剂提供一定的理论支持。此外,我们还在同一反应条件下仅改变氨基酸种类进行了类比实验,旨在从微观上明确氨基酸在Ullmann反应中的作用原理,为实验工作者所预测的其在反应中的作用机理提供理论上的依据,并为寻找更加优良的配体提供理论上的指导。通过研究,我们得到以下结论：(1)通过分析CuI催化下的2-(2-溴苯)环己-1-烯三氟甲磺酸酯发生分子内C-O偶联反应的反应机理,以及在相同条件下对该反应不添加催化剂时的反应机理及能量变化的分析研究,表明该反应在CuI的催化下,其反应所需的活化能小于没有催化剂的情况下所需的反应活化能,这证明了催化剂CuI的参与有利于该反应的进行。(2)通过对CuI催化下的溴代苯与a-氨基酸之间发生的C-N交叉偶联反应的反应机制的研究,我们设计了一个催化循环机制,通过优化计算证明了该反应过程的合理性。研究结果表明该反应最开始是催化剂CuI与氨基酸结合,氨基酸在这里担当配体,对反应的进行起到了很好的促进作用。在整个过程中铜源催化剂CuI表现出了良好的选择性,降低了整个反应的活化能,成功地催化了卤代芳香物和a-氨基酸的交叉偶联。我们的理论计算结果与实验文献报道结果是相统一的,说明铜源作为催化剂能有效促进这类C-N偶联反应的发生,提高反应的速率。此外,通过我们对反应过程中各物质及各步骤之间的构型参数、能量、电荷密度等的分析,从理论上阐明了催化作用产生的机制。(3)通过对比在相同条件下改变催化剂配体,即将CuI换为CuCl及CuBr后该反应的反应通道及相关能量情况,证实催化剂配体的改变不会影响该反应的反应流程以及反应过程中所有物质的基本构型,但是各物质的构型参数、电荷密度、能量变化等有所改变。通过比较CuCI/CuBr/CuI催化的反应过程中相关构型的键长变化、能量变化、电荷密度变化等,发现CuI催化的反应中,催化剂最容易结合,反应所需活化能最低,由此可见CuI催化效果更好一些。(4)通过对相同实验条件下将L-缬氨酸替换成苯丙氨酸后的反应进行微观机理的分析,我们得知改变氨基酸种类后,反应的整个过程及速控步骤均未发生改变。但是与苯丙氨酸相比较,L-缬氨酸与催化剂CuI结合更加容易。在之后的整个反应过程中,L-缬氨酸参与的反应的速控步骤所需活化能均小于等于苯丙氨酸参与的反应的速控步骤所需活化能,这说明L-缬氨酸参与的反应更容易进行,产率更好,这与实验文献的结果是相一致的。通过对这两种不同氨基酸参与的反应的微观过程的分析比较,证实了氨基酸在这类反应中除了作为亲核试剂外,还能作为配体与铜源催化剂结合组成催化体系,提高催化能力。