环合反应是有机合成研究中一类极为重要的反应类型,是构建有机含O及含N杂环化合物最重要的合成方法之一。利用环合反应来构建含O及含N杂环化合物的的研究中使用催化剂来提高环合反应效率一直以来都是有机合成界的研究热点之一。而环加成反应又是环合反应中一个极为重要的反应亚型。环加成反应过程中可以形成多种化学键[1,2]。分步进行的环加成反应又称形式上的环加成反应,从反应机理分析,形成最终产物的过程是分步进行的,因此不是严格意义上的环加成反应。本课题组在研究过程中发现在哌啶催化下α,β不饱和醛与1,3-二酮类化合物反应可以生成含氧杂环---吡喃衍生物。我们将这一有机催化环合过程称之为形式O-[3+3]环加成反应。利用该形式O-[3+3]环加成反应可以合成吡喃及苯并吡喃衍生物,这类化合物广泛存在于天然产物及药物活性物质中。因此我们尝试使用哌啶催化环合反应而构建吡喃及苯并吡喃结构的方法,并将其应用到含有这类结构的天然产物的全合成研究中。在哌啶催化下利用形式O-[3+3]环加成反应经两步便得到了一系列含氧杂环类天然产物Paraensidimerine A,C’,F,F’。在对哌啶催化的形式O-[3+3]环加成反应的进一步研究中,我们将以往需要通过环化、芳构化两步完成[3]的苯并吡喃,即色满结构的合成优化为一步法构建苯并吡喃结构。并且我们成功将这一改进的利用哌啶催化的形式O-[3+3]环加成方法应用到一系列含有苯并吡喃核心结构的天然产物全合成中,完成了对Clusiacyclol A 和 B,iso-Eriobrucinol A 和 B 及 Eriobrucinol 的全合成工作。金属催化的有机环合反应是环合反应的另一个重要研究方向。利用这一环合反应可以合成多种有机含N杂环。众所周知吲哚是自然界广泛存在的含N杂环化合物,并且含有吲哚架构的化合物大多具有良好的生物活性,因此利用金属催化剂催化环合反应合成吲哚类化合物一直是有机合成的研究热点。本论文中以铜(Ⅰ)作为金属环合催化剂,以丙炔醇衍生物为起始原料经环合-芳构化串联反应,合成了一系列2,3’-二吲哚甲烷衍生物。我们采取的这一铜(Ⅰ)催化环合-芳构化串联合成吲哚类化合物的方法较之前报道原料易得,试剂廉价,具有较高的应用价值。