本论文一共分为两个部分,分别对烯炔及炔丙醇类底物在路易斯酸条件下参与的串联反应做了相应的研究与探索。第一部分：金催化烯炔类底物的串联环化反应研究近十几年来,金作为催化剂在有机化学里发挥了很大的作用,尤其对于烯炔类底物的催化反应。这主要是基于金的结构特殊性,从元素周期表可以看出,金位于第六周期副族的过渡金属,其最外层电子排布为[5d106s1],从这个结构可以分析得出金在其高价态的时候,其离子具有空轨道(d-轨道),因此就可以和带有富电子的基团或化合物进行配位,这不仅表现为过渡金属的一般特性,而且还表现出特殊的路易斯酸性。金具有的这种特性已经得到了广泛的研究与验证。它主要是表现为对碳碳三键具有较强的亲和性,也就是说,在其他含有富电子受体条件下优先与三键进行配位形成金属络合物。金与炔键发生络合后导致了炔键的π电子转移到了金离子的空轨道上,从而使碳碳三键上的电荷发生了变化进一步形成很多不同的活性中间体。这些活性中间体被各种各样的亲核试剂进攻实现分子的去极化,进而形成一系列有用的化合物。近几年,我们小组在金催化烯炔类底物及含氧基团作为亲核试剂进行了系统的研究,选择性合成了四种不同的多环骨架化合物。1.我们通过在金催化剂存在下对烯炔醇类底物进行了研究,合成了一系列的萘及含氧降冰片烯衍生物。其反应首先在金的活化下选择性经过5-exo-dig环异构化反应。并且进一步通过分子内的环加成反应一步构建多环骨架化合物(含氧降冰片烯衍生物)。此外,含氧降冰片烯衍生物进一步在金催化下开环及芳构化得到萘衍生物。我们通过机理的验证发现,金催化剂在该串联反应的三个过程中都起了一定的催化作用。并且,该反应底物适用性特别广,官能团兼容性好。2.在实现了金催化烯炔醇类底物的串联环化反应研究后,我们对于烯炔酮类底物进行了相应研究；同样金先活化炔键,而后羰基作为亲核试剂进攻活化的炔键形成了两个不同的活性中间体,一个是含氧的1,4-偶极子中间体,另一个是含氧的1,3-偶极子中间体。然后这两个中间体分别与分子内的双键发生环加成反应得到萘酮衍生物及氧桥多环复杂结构化合物。第二部分：路易斯酸促进炔丙醇类底物的串联反应研究近年来,利用炔丙醇作为合成中间体的反应在有机合成领域得到很多化学家的注意,并且取得了很大的发展。他们主要是基于炔丙醇在路易斯酸或布朗斯特酸存在下通过脱水形成炔丙基碳正离子。与此同时,炔丙基碳正离子容易通过互变异构形成联烯碳正离子中间体。然后这中间体被分子内或分子间亲核试剂捕获进而发生一系列的反应。到目前为止,有机化学家主要是利用以下含氧,碳,含氮等亲核试剂参与反应研究：a)富电子芳环；b)烯醚,烯硫醚,烯胺；c)简单的烯烃；d)羰基氧,硫化合物；e)氨基及氨基衍生物；f)卤素。针对这一反应特点,尤其是炔丙醇在酸性条件下形成联烯碳正离子中间体,我们小组对炔丙醇类底物在路易斯酸存在下采用新的亲核试剂参与反应进行了系统性研究,选择性合成了四种不同的含氮化合物。1.我们实现了路易斯酸三甲基氯硅烷(TMSC1)促进炔丙醇类底物及利用叠氮作为亲核试剂的串联反应,合成了一系列的1,5-二取代的四唑类衍生物。反应过程涉及多个反应中间体的形成,如联烯碳正离子、联烯叠氮中间体、碳氮三键等。经过条件优化后,我们也对反应底物适用性进行了相应研究,发现底物适用性广。不仅三级的炔丙醇底物以较高的产率得到相应产物,而且二级炔丙醇类底物也能以较高产率得到。此外,我们的反应也可以进行扩大量反应研究。在反应机理研究中,通过两个对照实验,验证了此反应可能经历联烯叠氮中间体。2.在实现了TMSC1促进炔丙醇类底物及叠氮作为亲核试剂的串联反应研究后,我们发现此反应可能经过联烯叠氮及碳氮三键中间体,为了进一步验证这个反应中间体,通过控制反应体系中叠氮试剂和水的量,碳氮三键中间体有可能被水所捕获而不生成四唑化合物。因此,我们通过条件的控制,即在原有的反应体系加入一定量的水捕获碳氮三键中间体,构建一系列α,β-不饱和的酰胺类衍生物。同时,对于迁移基团来说,反应具有高的立体选择性,只发生芳基迁移反应。3.我们探索了三氟化硼乙醚促进炔丙醇类底物与叠氮的串联环化反应,实现了2-位取代的苯并恶唑及苯并咪唑类衍生物的合成。并且,我们对反应的底物适用性进行相应的研究。该体系不仅条件温和、时间较短,而且底物适用性广,为合成含氮杂环类化合物提供很好的合成策略。