近些年来,过渡金属催化的碳氢活化反应广泛应用于有机材料、天然产物、药物分子以及精细化学品的合成和制备中。在这些反应中,尤其是配体导向的碳氢活化反应因为无需预官能团化、原子经济性等优点,可以有效地缩短反应步骤,提高反应效率,激发了研究者的浓厚兴趣。尽管配体导向的碳氢活化方面的研究成果报道了很多,但是仍然面临着巨大的挑战。一方面,C-H键的能量普遍高于C-C键、C-X键、H-X键,因此如何克服较高的能垒实现C-H键活化就成为一个重要的议题。另一方面,C-H键能量差异很小,因此如何控制反应的选择性就显得尤为重要。后过渡金属因为d轨道和p轨道未充满,可以与孤电子对或π电子相互作用,可以较容易地实现C-H键活化。因此,导向基的引入和选择显得至关重要。本论文主要集中在包括钯催化或钌催化的含氮配体导向的sP2C-H活化反应,具体包括以下内容:1、发展了钯催化的偶氮苯作为导向基的脱羧酰基化反应。该反应提供了一系列邻位酰基化的非对称偶氮苯化合物,对氯、溴、碘和甲氧基等很多官能团都具有良好的适应性。另外,对位取代、邻位取代和双取代的偶氮苯均可以适应该体系。2、首次实现了钯催化的利用草酸单乙酯作为酯基来源这一新颖、高效的C-H酯基化反应。这个方法拓展了最近非常流行的乙酯化。不同的导向基,如肟醚和吡啶,都可以被用在该反应中。另外,这个体系官能团适应性非常好。该反应得到的产物也可以通过简单的操作转化为酮和内酯类化合物。3、成功实现了 2-苯氧基吡啶导向的脱羧酯基化反应。该反应可以得到一系列水杨酸乙酯类衍生物。并且,作为一种普适和简便的方法,该反应可以为合成阿司匹林衍生物提供一种新的策略和思路。4、发展了首例钌催化的含氮芳香杂环导向的间位选择性的氟甲基化反应。这个工作同时扩展了最近广受关注的氟甲基化和钌催化的间位C-H活化反应的概念和范围。另外,这个方法对于无氟的溴乙酸乙酯也可以实现间位C-H活化反应。