含有杂原子如含氮含氧的环状结构(如内脂、内酰胺)广泛存在于各种天然产物、化学材料及药物分子中。由此可见,杂环化合物,特别是含氮含氧类化合物在有机化学当中是一类非常重要的物质。因此,快速合成这种含有杂原子的环状化合物在有机化学合成是广大合成专家研究的重要领域。氮杂环卡宾作为一类有机小分子催化剂,发展迅速,成就瞩目,能够在较为温和的条件下催化各种反应,从而简便快捷地合成化合物。近年来氮杂卡宾作为催化剂在不对称催化合成这类合物方面得到了巨大发展。本论文主要发展了卡宾催化α-氯代醛、β-溴代醛与相应的底物发生的环化反应。快速有效地构建各种手性二氢吡喃酮类、β-内酰胺的并环,螺环化合物。第一部分发展了氮杂卡宾催化的α-氯代醛与二羰基茚酮衍生物发生Michael加成,成功的构建了二氢吡喃并茚酮类化合物,这是首例报道的利用二羰基茚酮衍生物直接参与构建手性茚酮并环类类环化反应。一方面扩展了氯代醛在卡宾催化反应方面的应用,另一方面合成了具有潜在药用活性的茚并吡喃酮类化合物。第二部分发展了氮杂卡宾催化的氨基氧化吲哚与溴代肉桂醛的[3+2]的环化反应,成功制备了还有螺吡咯烷骨架的氧化吲哚,扩展了这类具有药用价值的活性分子的制备方法,又扩展展了溴代肉桂醛与不同类型双亲电试剂反应的应用范围。