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炔烃不但是有机合成中重要的原料或中间体，广泛地应用于工业品及药物的合成中，而且是许多天然产物和具有生理活性的化合物的核心骨架。针对炔烃中碳-碳叁键及碳-氢键各自所特有的化学性质，当过渡金属存在时，会形成不同的配位方式，进而得到性质不同的金属复合物中间体，从而发生相应的后续反应过程，得到具有结构多样性的产物。因此研究并发展过渡金属催化下炔烃所参与的一系列新反应类型的方法和技术，不仅可以丰富炔烃化学的研究内容，而且具有重要的理论价值和广阔的开发及应用前景。
本文主要研究了在过渡金属催化下，炔烃所参与的几类比较重要的反应类型，包括氢胺化反应、炔烃对碳氮双键的加成反应以及炔烃自身的水合偶联反应等。
首先，我们发展了一个新型的区域选择性可控的炔、胺和炔三组分的串联反应，其中涉及：选择性可控的氢胺化反应以及后续的炔烃对烯胺的加成过程，在一步反应中高效且专一地合成了相应的叔碳和季碳炔丙基胺衍生物。芳香炔和脂肪炔均可高区域选择性地实现这一串联过程。对于芳香炔而言，共催化剂Zn(OTf)2可以调控反应的区域选择性，其存在时可将CuBr2催化的反马式加成过程转变为专一的马式加成反应。此过程的特点是共催化效应起到了调控反应区域选择性的作用。对于脂肪炔所参与的反应，在CuC1作用下发生的是反马式加成反应，而在AgOTf作用下则进行的是专一的马式加成过程，可见区域选择性的调控是依赖不同的金属催化剂来实现的。总之，这一选择性可控的反应体系的建立为进一步研究氢胺化过程的区域选铎性提供了新的研究思路，并为选择性构建叔碳和季碳炔丙基胺衍生物提供了有效的合成工具。
通过进一步研究，我们发展了一个新型的合成α,β-不饱和烯酮的串联反应，利用末端炔烃自身的水合偶联过程一步完成了α,β-烯酮骨架的构建。在此串联反应中，炔烃的氢胺仳，炔对烯胺的加成以及后续的水解过程可以在简单的催化剂-AgOTf的作用下经一锅反应顺利实现。此反应过程以水作为羰基化试剂，体现了绿色化学的理念；同时，这一反应体系的建立为由催化的方法来直接合成α,β-烯酮提供了新的思路，并且拓展了银催化的应用范围，为发展新型的炔的偶联反应奠定了基础。
同时，针对炔烃所参与的以上几类不同的反应类型结合文献的相关报道及实验证据的支持，我们对每一类反应的催化机理进行了探讨和解释，提出了相应的的机理模型。
此外，我们发展了一个简单显高效的合成α,β-双氨基酸衍生物的催化体系。此方法在廉价的催佗剂In(OTf)3的作用下，于非常温和的反应条件中实现了芳香或脂肪胺对2-位羧酸酯取代酏氮丙啶的高效地区域选择性开环过程，从而构筑了α,β-双氨基酸骨架，并合成了一系列含有不同取代基的α,β-双氨基酸衍生物。此方法具有简单、高效且区域选择性高的优点，同时为合成双保护的α,β-双氨基酸衍生物提供了新的研究思路。因此，该方法为构筑此类在蛋白质和多肽药物的研发中具有潜在应用价值的多样化合成模块提供了简捷有效的合成工具。