杂环化合物在医药、农药、染料及高分子材料中都有十分重要的应用。因此,杂环化合物的合成一直都是有机合成化学中的热门研究领域之一。在本课题组工作的基础上,我的博士论文主要研究金和铂催化的联烯或炔的分子内芳氢化反应,发展了多取代咔唑、苯并噻吩、苯并呋喃、二苯并呋喃以及光学活性的1,4-二氢芳烃衍生物的合成方法,本论文主要分为六个部分：(1)在本课题组发展的PtCl2催化的1-(吲哚-2-基)-2,3-联烯醇的工作基础上,发展了一种新型的AuCl催化体系,反应中首先形成金卡宾中间体,再通过1,2-迁移来完成反应循环,并系统研究了金卡宾1,2-迁移的迁移次序：1)氢与烷基进行比较,优先发生1,2-氢迁移；2)烷基和芳基进行比较,优先发生1,2-芳基迁移；3)烷基和烷基进行比较,位阻较大的基团先迁移。通过DFT计算对反应的机理及反应的迁移选择性的规律进行了理论计算研究,计算发现水分子在形成卡宾的过程中起着质子载体的作用。除此之外,还将该方法应用到天然产物的全合成中,合成了6个天然咔唑生物碱isomukonidine, clausine L,mukonidine, glycosinine, mukonal 和 clausine V。(2)将吲哚体系扩展到其他杂环体系,发展了一种AuCl(PPh3)/AgBF4共催化,从杂芳基取代的联烯醇醋酸酯出发,高效构筑苯并噻吩、苯并呋喃以及二苯并呋喃衍生物的方法。(3)我们发展了一种从苄基取代的联烯出发,AuCl(PPh3)/AgOTf共催化合成1,4-二氢芳烃衍生物的方法。从本小组发展的EATA反应合成的手性联烯出发,使用双金络合物(dppm)Au2Cl2/AgOTf共催化可以高对映选择性地合成光学活性的1,4-二氢萘、1,4-二氢二苯并噻吩及4,7-二氢苯并噻吩衍生物。通过对反应机理的研究,发现了配体的立体效应对该反应具有较大的影响。和上海有机所的王浩洋博士合作,通过细致的ESI-MS研究和数据分析,捕捉到了反应中涉及的双核金活性中间体。(4)把联烯的反应体系扩展到了吲哚取代的高炔丙醇的体系,发展了AuCl3催化的吲哚基取代的高炔丙醇环化生成二取代咔唑衍生物的方法。进一步扩展反应底物的范围,通过催化剂AuCl(PPh3)/AgOTf或PtCl4控制生成不同区域选择性的三取代咔唑衍生物。并提出了不同区域选择性的1,2-烷基迁移的反应机理：在AuCl(PPh3)/AgBF4催化下,通过Wagner-Meerwein型的1,2-迁移得到咔唑衍生物；而当使用PtCl4作为催化剂时,发生对铂卡宾的1,2-迁移得到不同区域选择性的咔唑衍生物。(5)将吲哚取代的2,2-二取代高炔丙醇底物扩展到吲哚取代的1,2,2-三取代高炔丙醇底物,以良好的产率得到一系列四取代的咔唑衍生物。我们还发现了一种新型的迁移反应,可以从相同的底物出发,得到完全不同的区域选择性的产物。并提出了可能的反应机理：首先是吲哚的2-位亲核进攻活化的炔烃形成螺环中间体,然后发生吲哚环上的2,3-迁移,接着消除一分子水,生成烯基铂卡宾中间体,最终通过1,2-烷基迁移完成反应循环。(6)将吲哚取代的高炔丙醇的体系发展到吲哚取代的4-苯甲酰氧基炔丙醇的体系,发展了一种[IPrAuCl]/AgSbF6催化4-苯甲酰氧基-1-(吲哚-2-基)-2-炔-1-醇环化生成多取代咔唑的新方法。并提出了可能的反应机理：首先是在金催化剂的促进下发生1,3-苯甲酰氧基迁移形成联烯中间体；继而受到吲哚3位的亲核进攻,消除一分子水后,形成金卡宾中间体；发生选择性的1,2-迁移得到多取代咔唑衍生物。最后,应用发展的方法学首次合成了天然咔唑生物碱karapinchamine A。