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过渡金属催化的重氮化合物的分解反应是产生金属卡宾的重要途径，现在已经成为有机合成化学的重要组成部分。其中Rh(Ⅱ)催化的分子内C-H键插入反应是构建环状化合物骨架的一种独特而有效的方法。本论文首先研究了Rh(Ⅱ)催化的β-三氯乙酰氨基-α-重氮酯的1，5 C-H键插入反应。反应具有较高的产率和很好的化学选择性、区域选择性和立体选择性，为立体选择性地合成五元环状β-氨基酸衍生物提供了一个新的途径。
之后，本论文重点考察了钯催化的重氮化合物和一氧化碳的反应。以Pd2(dba)3为催化剂，在气球压力的CO气氛下和60℃的温和条件下，以α-重氮羰基化合物或者N-对甲苯磺酰腙为底物，可以高效地得到相应的烯酮中间体，并进一步发生亲核试剂进攻或者和亚胺环加成的反应。特别是钯催化下N-对甲苯磺酰腙钠盐和亚胺发生羰基化--Staudinger[2+2]串联反应得到的主要是trans型β-内酰胺。DFT理论计算结果表明，过渡金属钯在[2+2]反应中起到了协助中间体构型翻转的作用，从而选择性地生成trans型产物。该温和条件下的羰基化反应作为制备烯酮的一种高效的新方法，为烯酮中间体反应的开发和拓展提供了新的可能。
其次，通过将碘代芳烃引入一氧化碳气氛下钯催化的重氮化合物的反应体系中，实现了首例钯催化的羰基化/酰基转移插入接续反应。反应中碘代芳烃先在钯的作用下发生芳基钯对CO的转移插入反应，生成酰基钯物种，然后再分解重氮化合物发生钯卡宾的酰基转移插入反应，最后根据反应底物和膦配体的不同，和EtSi3H作用得到酮类化合物，或者发生β-H消除得到α，β-不饱和酮。