氮杂环卡宾作为有机小分子催化剂被广泛的用于有机合成中,本论文主要针对氮杂环卡宾不对称催化环化反应进行研究,主要包括以下六部分内容:第一章氮杂环卡宾不对称催化环化反应研究进展近年来,氮杂环卡宾作为有机催化剂,在不对称催化合成一些重要的天然产物骨架和药物分子中发挥着重要作用。本部分主要对氮杂环卡宾不对称催化环化反应研究进展进行了文献综述。第二章氮杂环卡宾催化立体选择性合成1,2-二氮杂?衍生物手性1,2-二氮杂?结构骨架广泛存在于众多天然产物中,我们发展了氮杂环卡宾不对称催化α-溴代-α,β-不饱和醛与Ts-腙之间的[3+4]环化反应,高产率,高非对映和对映选择性合成了一系列含有两个手性中心的官能团化1,2-二氮杂?化合物。此外,官能化的1H-1,2-二氮杂?类化合物也可以通过氮杂环卡宾催化α,β-不饱和醛在氧化剂存在下,与N-Ts腙发生[3+4]环化反应合成。第三章氧化氮杂环卡宾催化:直接活化饱和酰氯βsp~3碳发展新型的氮杂环卡宾催化剂,并将其应用于活化新反应底物,受到了化学家的广泛关注。我们合成了新型氮杂环卡宾催化剂前体,在氧化剂存在下,首次成功活化了饱和酰氯βsp~3碳,发展了与3-羟基吲哚-2-酮的不对称[3+2]环化反应,高非对映、对映选择性合成了官能化吲哚螺γ-丁内酯;与1,3-二羰基化合物、β-羰基烯胺的不对称[3+3]环化反应,高产率、高对映选择性合成了δ-戊内酯和δ-戊内酰胺衍生物。通过一系列控制实验,对反应机理进行了研究,拓展了氮杂环卡宾活化反应底物的类型。第四章氮杂环卡宾催化官能团化硫醚介导对映选择性[3+3]环化反应合成δ-戊内酯研究发展了氮杂环卡宾不对称催化α-溴代-α,β-不饱和醛与含硫醚结构单元的α,β-不饱和酮的[3+3]环化反应,高产率、高对映选择性合成了含硫醚结构单元的δ-戊内酯类化合物。研究发现,底物中的硫醚结构单元在该不对称催化[3+3]环化反应中具有重要作用。目标产物通过简单的化学转化可以合成许多具有重要应用的化合物。此外,该反应可以顺利实现放大量合成。第五章氮杂环卡宾催化立体选择性合成四氢吡喃[2,3-c]吡唑衍生物吡唑并六元内酯骨架存在于众多的药物分子中,具有很高的药用价值。我们使用氮杂环卡宾催化2-甲酰基环丙烷-1,1-二羧酸酯与4-取代亚叉基-1H-吡唑-5(4H)-酮的不对称[4+2]环化反应,高产率、高非对映和对映选择性合成了四氢吡喃[2,3-c]吡唑衍生物,该反应具有催化剂用量低,底物适用性好,可以放大量合成的优点。第六章氮杂环卡宾催化对映选择性合成氮杂并[1,2-α]吲哚衍生物有机小分子催化不对称合成氮杂并[1,2-α]吲哚衍生物报道很少。我们发展了氮杂环卡宾催化α-溴代-α,β-不饱和醛与2-((3-甲酰基-1H-吲哚-2-基)甲基)丙二酸二甲酯的不对称[3+4]环化反应,高产率和高对映选择性合成了氮杂并[1,2-α]吲哚衍生物。通过控制实验,对反应机理进行了研究,同时进行了放大量反应,为手性氮杂并[1,2-α]吲哚衍生物提供了一种简洁、高效的合成方法。研究表明,吲哚的3位甲酰基在该不对称催化[3+4]环化反应中发挥了重要的导向作用。