第9族过渡金属参与的有机催化反应,具有催化剂负载较低、反应条件温和、官能团耐受性优异及选择性更高等优点,近几年来将它们用于C-H键活化领域的研究受到了广泛关注。第一章中,主要介绍了近几年不同价态的第9族过渡金属钴和铑在C-H键活化反应中的运用。包括钴的催化环化反应以及原位产生的高价Co(Ⅲ)催化C-H键活化反应的介绍,也包括铑催化C-H活化产生各类碳杂键的介绍。第二章中,介绍了在钴(Ⅲ)催化条件下,恶二唑导向与炔烃偶联活化芳基C-H键发生环化反应生成1-氨基异喹啉衍生物的研究。此反应的优点有原子经济性高、反应性好、底物兼容性好、条件温和等,本研究第一次将含有内氧化官能团的芳香环定位基运用于C-H键活化领域。通过H-D交换实验、KIE实验以及竞争实验等过程提出了一个Co(Ⅲ)催化机理的循环路径:Co(Ⅲ)催化剂作为循环主体在恶二唑导向的作用下通过C-H键活化,与偶联试剂偶联还原消除后生成产物及Co(Ⅰ),N-O键断裂作为内氧化剂,Co(I)被重新氧化为Co(Ⅲ)进入循环。第三章中,介绍了在铑(Ⅲ)催化条件下,恶二唑导向与炔烃偶联活化烯烃C-H键发生环化反应生成2-乙酰胺基吡啶和2-氨基吡啶衍生物的研究。此反应的优点有:底物适应性广、简单高效、合成产率高、产物的区域选择性好以及可通过改变溶剂来控制产物是否进行脱除乙酰基等,同时将恶二唑导向的芳烃的C-H键活化反应成功拓展到了烯烃的C-H键活化。通过H-D交换实验、KIE实验、竞争实验并结合Co(Ⅲ)催化的反应机理提出了Rh(Ⅲ)催化机理的循环路径:Rh催化剂作为循环主体在恶二唑导向的作用下通过C-H键活化,与偶联试剂进行加成环化,Rh(Ⅲ)还原消除后生成Rh(Ⅰ)以及2-乙酰胺基吡啶衍生物,N-O键断裂作为内氧化剂,Rh(I)被重新氧化为Rh(Ⅲ)进入循环。也可以通过更换溶剂直接得到脱乙酰基的产物2-氨基吡啶产物。