近四十年来,有机合成与自由基化学交叉发展,有机合成中的现代自由基反应领域产生了。快速发生加成/消除反应的自由基可以作为一系列自由基反应的催化剂,在这种反应中,自由基(X·)是催化剂,它们的前体(通常是H-X)是催化前体,虽然目前关于这类反应的报道不多,但目前已经发展了一些不对称的反应,以及应用于天然产物合成,具有广阔的发展前景。本论文从自由基催化反应和氮杂环卡宾硼自由基的反应性质出发,发展了氮杂环卡宾硼自由基催化的N-(2-乙炔基芳基)芳基酰胺的自由基重排反应,提出了反应机理并对机理进行了计算和详细探讨。论文第一章首先阐述了自由基链反应和自由基催化反应的关联,包括从引发,抑制剂和副反应角度介绍自由基链反应的固有循环,将自由基反应中涉及到的催化过程和自由基催化进行了分类总结。论文第二章介绍了氮杂环卡宾硼自由基催化的N-(2-乙炔基芳基)芳基酰胺的自由基重排反应,分析了氮杂环卡宾硼自由基的一些独特反应性质,基于之前的工作,我们设计了一种N-(2-乙炔基苯基)苯甲酰胺类底物,发现氮杂环卡宾硼自由基可以催化这类分子进行分子内重排反应,得到喹啉酮衍生物,这一反应首次实现了氮杂环卡宾硼自由基的催化反应。基于硫自由基与氮杂环卡宾硼自由基反应性质的不同,发展了一种含硫醚结构的吲哚酮类化合物的制备方法。通过DFT计算,详细探究了反应机理。