过渡金属卡宾化学是有机化学中的一个重要分支,由于过渡金属卡宾化学可以高效的构建C-C键或C-X键,因而深受有机化学家的喜爱。我们的工作也是基于过渡金属催化卡宾前体展开的,以烯炔酮这种经济、高效的卡宾前体为研究对象开展反应研究。第一章主要从两个方面进行阐述,一方面介绍常用的三种过渡金属催化剂在卡宾反应方面的研究进展,并介绍了其特点以及主要参与的卡宾化学反应。其中过渡金属催化的卡宾反应主要研究的过渡金属分为这几类:铑、铜、钯和其他金属,本章介绍了这几类过渡金属参与的反应类型以及手性催化方面的进展。另一方面介绍了基于烯炔酮为卡宾前体的反应的研究进展。第二章首先介绍了钯催化的C-H和X-H插入反应的相关研究进展。其中,在卡宾反应中有些配体对钯催化剂有比较好的手性诱导作用。在此基础上,我们实现了基于非重氮方式的卡宾前体的分子内C(sp~3)-H插入反应,并在催化剂与配体的调控下,得到了具有高对映选择性的C(sp~3)-H插入产物。在底物拓展中,该反应亦具有一定的底物适用性。文献中表明,在卡宾反应中,相对于其他铑或铜等过渡金属,钯具有与不同的催化活性;对本章中卡宾反应机理进行研究,通过KIE实验为传统C-H插入决速步骤为氢迁移过程,而理论计算,发现与文献中报道的不同,本章中卡宾反应的决速步骤为关环反应过程。第三章首先介绍了芴的芳环衍生物。现有文献报道中,芴的芳环衍生物是具有特殊光电性能的芳环化合物,合成这类化合物需要预构建具有芳环的联烯炔衍生物,再进行Schmittel环化反应。基于此前我们在烯炔酮作为前体的卡宾反应的研究基础之上,我们发展了在铜催化下,通过二炔和烯炔酮原位制备呋喃芳环与联烯炔,并发生Schmittel环化反应,得到呋喃芴的衍生物。此外,我们也发现了苯基重氮酯及腙等卡宾前体亦可通过相同反应步骤得到苯并芴产物。在研究该反应机理的过程中,我们猜测该反应为自由基反应。该反应可以通过一锅法,先后实现5-exo-dig环化、卡宾迁移插入、Schmittel环化和1,5-氢迁移,得到六取代的苯并呋喃的芴衍生物。其反应条件温和,原子经济性高,底物适用范围广。