过渡金属催化的碳氢直接官能化反应已经成为构建碳-碳和碳-杂键最为便捷、高效的途径之一。最近,二价钌络合物因其具有类似于钯和铑等金属络合物的催化活性、较低的成本、较好的选择性、官能团兼容性以及底物适用范围广等优点,被广泛用于芳烃的碳氢键活化与转化。本论文首先介绍了二价钌络合物催化芳烃与炔烃、烯烃、卤代烃、异氰酸酯、芳烃和硫叶立德等化合物的交叉偶联反应研究;其次,研究了二价钌络合物催化芳烃与碳酸亚乙烯酯的碳氢官能化和分子内环化反应,具体内容如下:本论文以[RuCl2（p-cymene）]2为催化剂,利用芳烃底物2-芳基喹唑啉酮与碳酸亚乙烯酯进行反应,在氩气的条件下,经过碳氢键活化、β-CO2消除和分子内环化等历程,合成了喹唑啉类化合物,为一步构建碳-碳和碳-氮键提供了简洁、高效的方法。经过对芳烃底物取代基的电子和位阻效应研究表明,该催化体系具有条件温和、底物普适性广、官能团耐受性等特点。在降低催化剂的条件下,克级实验可顺利进行并以较好的收率得到目标产物。为了验证反应机理,我们做了以下机理探究实验:1)氘代标记实验表明碳氢键的断裂是一个可逆过程;2)动力学同位素实验暗示碳氢键的断裂可能是反应的决速步;3)关键中间体捕捉实验证明了碳酸亚乙烯酯在碳氢催化循环反应中经过脱羧过程可作为乙炔醇等价物,同时无需额外添加氧化剂。