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通过过渡金属催化交叉偶联反应来合成C-C、C-N、C-O和C-S等化学键，是现代有机化学中应用最广泛的合成方法，尤其是在通过C-C和C-N交叉偶联反应构筑联芳烃类化合物和芳香胺类化合物的应用。由于联芳烃类化合物和芳香胺类化合物广泛存在于药物、农用化学品、天然产物、精细有机化学品以及工程材料、导电聚合物、分子导线和液晶等材料结构中，因此过渡金属催化偶联反应的研究具有很重要的价值和意义。
本论文主要完成了两部分的工作，第一部分是新型有机仲膦氧化物配体(SPOs)的设计与合成及其在镍催化C-C偶联反应中的应用研究;第二部分是新型氮杂环卡宾金属钯复合物(NHC-Pd)的设计、合成及其在C-N偶联反应中的催化应用研究。
本文在SPOs/[Ni]催化体系中，由2，2联苯二胺合成得到一系列新型的对空气和水稳定的SPOs配体，并将其应用于镍催化的Kumada-Tamao-Corriu偶联反应中。这些SPOs配体表现出了很高的催化活性，能够有效的催化不活泼的氯代芳烃、氟代芳烃以及芳基磺酸酯与格氏试剂的偶联反应，得到较高的产率。我们的催化体系是第二例能够同时高活性的催化C-Cl，C-F和C-O键的催化体系。
本文在NHC-Pd复合物催化体系中，发展了一类含吡啶-2-甲酸根或吡啶-2，6-双甲酸根配体的氮杂环卡宾钯复合物，其在催化具有空间位阻的C-N交叉偶联反应中表现出了很好的催化活性。这类催化剂能够有效地催化不同的具有空间位阻的氯代芳烃与各种环状的、非环状的脂肪胺的偶联反应，并得到很高的产率。此外，它们对具有空间位阻的芳胺与氯代芳烃的偶联反应也具有非常高的活性。