有机化学中环状体系化合物占有重要的地位,其在药物化学、农药学、材料学等方面都有重要的应用。通过过渡金属催化有机反应去构建环体系是有机化学研究的热门问题之一。同时,理论研究成环反应的机理对于开发新型的催化剂体系有着重要的指导意义。本论文采用密度泛函理论,分别研究了两种不同的催化剂体系([{Ir(oMe)(COD)}2]、Ni/A1-SPO配体)催化的成环反应机理。研究内容主要包括以下两个部分:1.利用密度泛函理论(DFT),在 M06L/6-311G(d,p)//B3LYP-D3/6-3lG(d)计算水平下对[{Ir(OMe)(COD)2]催化的稠环苯并环丁醇与炔烃环化反应构建多环芳烃的机理进行了系统地研究。结果显示,该反应经历了去质子化、C-C键的断裂、炔基插入、羰基插入以及质子化的过程。每个步骤所需跨越的能垒较低,符合实验所需的室温条件。通过非共价键相互作用得出不对称炔烃区域选择性的原因取决于炔烃上的取代基:苯环和正丁基之间较小的位阻排斥作用以及C-H…π相互作用有利于稳定反应的过渡态同时降低反应所需要的能垒。2.在 B3LYP-D3/6-311G(d,p)//B3LYP/6-3lG(d)计算方法下对 Ni/Al 双金属催化的环丙基甲酰胺与炔烃的环加成反应进行了计算。计算结果显示,SPO配体的辅助作用显著降低了 Ni环丙烷中间体的能量,使其结构趋于稳定,有利于反应的发生。该反应经过氧化加成、炔烃插入、还原消除等步骤得到了最终产物。其中,还原消除步骤为该反应中的决速步。不对称炔烃反应的DFT结果显示,TS2-a与TS3-a跨越的能垒比TS2-b与TS3-b小,且a产物的吉布斯自由能要小于b产物,因此反应表现出一定的区域选择性。