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并环及螺环化合物，如并环δ-内酯、螺环β内酰胺及螺环二氢吡啶酮等化合物广泛存在于天然产物及药物分子中。合成此类杂环化合物一直是有机合成研究的热点。氮杂环卡宾催化近年发展迅速，已成为催化多种反应的重要有机催化剂。本论文主要研究了氮杂环卡宾催化α-氯代醛、烯酮、α-溴代不饱和醛和α，β-不饱和羧酸的不对称环化反应，快速构建多种手性二氢吡喃酮、二氢吡啶酮及β-内酰胺的并环和螺环化合物。 论文的第一部分是氮杂环卡宾催化α-氯代醛与4-亚芳基吡唑啉酮的环化反应。研究实现多种β-芳基和β-烷基-α-氯代醛与4-亚芳基吡唑啉酮的[4+2]环化反应，以优良的收率、良好的非对映选择性和优秀的对映选择性得到手性多取代吡唑并二氢吡喃酮的衍生物。 论文的第二部分是氮杂环卡宾催化α-溴代不饱和醛与环状亚胺的环化反应。研究实现氮杂环卡宾催化多种α-溴代不饱和醛与环状N-磺酰基亚胺的[3+3]环化反应，以中等到良好的收率和优秀的对映选择性得到三并环二氢吡啶酮衍生物。 论文的第三部分是双官能团氮杂环卡宾催化烯酮与酮亚胺的环加成反应。通过含有羟基的双官能团氮杂环卡宾催化，实现了烯酮与吲哚衍生的酮亚胺的[2+2]环加成反应。以优良的产率、非对映选择性及对映选择性得到了手性多取代吲哚-β-内酰胺螺环化合物。 论文的第四部分是氮杂环卡宾和路易斯酸协同催化α，β-不饱和羧酸与酮亚胺的环化反应。通过手性氮杂环卡宾和La(OTf)3协同催化，实现了α，β-不饱和羧酸和吲哚衍生的酮亚胺的[4+2]环化反应，以中等到良好的收率和中等到优秀的对映选择性得到吲哚-δ-内酰胺螺环化合物。