本论文主要围绕氮杂环卡宾催化醛的极性反转这一反应特点，通过对底物的设计和对Breslow中间体的受体的考察，发展出了一些新型的氮杂环卡宾催化的有机反应，包括氮杂Benzoin反应、氮杂Benzoin/Michael加成串联反应、4-甲酰基-β-内酰胺类化合物的扩环反应、4-甲酰基-β-内酰胺类化合物的扩环反应动力学拆分和醛基取代环丙烷类化合物的扩环反应等。　　 在第一部分工作中，我们实现了氮杂环卡宾催化的醛与惰性亚胺的交叉偶联，生成了一类非常有用的α-氨基酮化合物(产率58-95％)。通过对反应机理的进一步研究，我们发现该反应是一个以热力学控制为主的反应，Benzoin也可以作为底物参与反应，这与文献报道的氮杂环卡宾催化醛与活化的亚胺交叉偶联反应是动力学控制为主的反应机理有着明显不同。　　 在第二部分工作中，成功地实现了由方便易得的官能团化的醛与亚胺前体在碱和噻唑盐催化下，一锅法高产率(最高94％)、高顺反比(>20/1)地了合成多取代的茚氨酮类化合物，为合成这类广泛存在于天然产物和药物分子中的结构单元提供了新的途径。此外，Boc保护的该类茚氨酮产物，在三氟乙酸，二氯甲烷溶液中，可以方便的合成具有三个环结构的8a-芳基-1，3，3a，8a-四氢茚并[2，1b]吡咯-2，8-二酮类化合物，为这类多环化合物的合成提供了一种简便高效的方法。　　 在第三部分工作中，成功实现了氮杂环卡宾催化4.甲酰基-β-内酰胺类化合物的扩环反应，合成了一类非常有用的琥珀酰胺类化合物。值得注意的是，对3-位含季碳手性中心的底物，该反应可以在较温和的条件下将该手性中心几乎无任何手性损失的保留到产物中。利用该方法，我们还成功地构建了一类广泛存在于具有良好生物活性分子中的含季碳手性中心的螺环二胺类化合物骨架，为手性的螺环二胺类化合物的合成提供了一种简捷高效的方法。　　 在第四部分工作中，通过对手性氮杂环卡宾催化4-甲酰基-β-内酰胺类化合物的动力学拆分研究，高对映选择性地(最高大于99％ee)得到了顺式-4-甲酰基-β-内酰胺类化合物，为这类重要的β-内酰胺类化合物的合成提供了一种高效的方法。此外，当底物3-位含季碳中心时，该反应不但可以以中等的对映选择性得到相应的手性醇，还可以以中等的对映选择性得到琥珀酰胺类化合物。　　 在第五部分工作中，成功地实现了氮杂环卡宾催化醛基取代环丙烷类化合物的扩环反应，高效的合成了3，4-二氢-α-吡喃酮这类重要的合成砌块。通过底物手性诱导的方式，该方法还可以高效的合成手性的3，4-二氢-α－吡喃酮类化合物。此外，我们还实现了从烯丙醇类化合物出发，一锅法合成3，4－二氢-α-吡喃酮类化合物的方法，并对3，4－二氢-α-吡喃酮类化合物的转化进行了初步探索。