杂环广泛存在于天然产物和生物活性分子中。然而目前报道的导向C-H键官能团化能够兼容杂环的体系却很少。这是由于杂原子上N和S等杂原子与金属的强配位作用导致催化剂失活或者使C-H官能团化发生在非目标位点，限制了C-H键官能团化在含杂环分子的合成和衍生化中的应用。为此，我们提出了零价钯启动反应的策略来克服杂环在导向的C-H键官能团化中的限制，从而发展了零价钯催化N-甲氧基酰胺导向的异腈插入C-H键官能团化反应。本论文中，该反应体系被拓展到吲哚和吡咯的2-C-H键活化，克服了杂环对反应的影响。在将该体系应用于α，β-不饱和丙烯酰胺类底物时，实现了首例导向的烯烃α-C-H键官能团化反应，得到4-亚胺-β-内酰胺。　　此外，除了发展以上Pd(0)催化的特异区域选择性C-H键官能团化反应，我们还完成了首例铜促进的导向非对映选择性二茂铁C-H硫醚化反应。　　一、克服杂环在导向的钯催化吲哚和吡咯2-C(sp2)--H键官能团化中的限制　　为了克服杂环在吲哚和吡咯2-C(sp2)-H键官能团化中的限制，N-甲氧基酰胺导向基通过脲键连接到吲哚和吡咯上。在零价钯为催化剂，空气氧化下实现了C(sp2)-H键活化异腈插入反应，得到了各种吲哚以及吡咯并五元环的分子。该反应对于吡啶、咪唑、噻唑等各种杂环表现出很好的兼容性。得到的产物经过各种单步转化可以得到生物活性分子的类似物。　　二、钯催化烯烃α-C(sp2)-H键官能团化用于构建4-亚氨基-β-内酰胺　　利用N-甲氧基丙烯酰胺为底物，首次实现了Pd(0)催化的烯烃α-C(sp2)-H键官能团化反应，得到了四元环4-亚氨基β-内酰胺类化合物。当羰基α-位点为甲基或其它取代基时，C-H键官能团化则发生在羰基的β位点，生成五元环的5-亚胺基-γ-内酰胺。另外，该反应对于杂环类的底物也表现出很好的兼容性。得到的4-亚氨基β-内酰胺可以在Lewis酸的作用下进行开环重排，对芳环上的C-H键进行插入，生成2-氨基-3-甲氧羰基喹啉类化合物，为含有该类结构的药物分子以及天然产物的合成提供了一条简便可行的途径。　　三、铜促进的非对映选择性二茂铁C(sp2)-H硫醚化反应　　我们发展了首例导向的铜促进的二茂铁上C(sp2)-H非对映选择性硫醚化反应。叔丁基取代的手性氨基噁唑啉酰胺双齿导向基能够促进单取代产物的生成，以及高的非对映选择性。该方法为制备平面手性配体提供了新的途径。