近几十年来,过渡金属催化的碳氢键活化已发展成为重要的合成工具,被广泛应用于药物分子和天然产物的合成中。绝大多数的碳氢键活化反应是以贵金属作为催化剂,这就导致它们很难大规模的应用于工业生产之中。为了解决这一问题,化学家们将研究重点转向了低毒、廉价的3d过渡金属。自从Matsunaga和Kanai课题组首次将Cp*Co（Ⅲ）类型的高价钴应用于碳氢活化领域以来,三价钴催化的碳氢键活化反应得到迅猛发展。本论文对最近几年Cp*Co（Ⅲ）催化的碳氢键活化反应进行了归纳总结,受这些报道的启发,我们发展了四个三价钴催化单齿配体导向的碳氢键活化反应,概括如下:（1）从碳碳键、碳氮键、碳氧键、碳硫键以及碳卤键的形成五个方面概述了近年来Cp*Co（Ⅲ）催化的碳氢键活化反应。（2）发展了三价钴催化芳酮与炔烃环化合成苯并富烯的反应。从简单的芳酮和二芳炔出发,经连续的碳氢键活化、加成、环化和脱水过程,可以以中等至优异的收率得到多种苯并富烯衍生物。该反应可以耐受多种官能团,而且水是此反应中唯一的副产物。分子间竞争实验表明富电子的芳酮更有利于反应的进行。（3）发展了三价钴催化亚砜叶立德与炔烃的碳氢活化串联环化反应,以中等至良好的收率合成了多种1-萘酚衍生物。该反应以亚砜叶立德为无痕导向基团,反应结束后无需对导向基团进行移除,操作简单。此外,该反应底物范围广泛,内炔和端炔都可以很好地参与反应。（4）发展了三价钴催化亚砜叶立德与二噁唑酮的碳氢活化串联环化反应,顺利地得到了多种苯并噁嗪酮类化合物。此反应操作简单,无需添加剂反应便可高效进行。机理研究表明Cp*Co（CO）I2和Ag Sb F6可能在环化过程中充当路易斯酸的角色,通过活化亚砜叶立德的酮羰基从而促进环化的进行。动力学同位素效应实验表明亚砜叶立德芳环碳氢键的断裂可能不是反应的决速步。（5）发展了三价钴催化2-芳基咪唑并[1,2-a]吡啶的碳氢键活化酰胺化反应。该反应具有优异的区域选择性,只生成单取代的邻位酰胺化产物。反应的底物范围广泛,杂环和烷基取代的二噁唑酮均可以参与反应。氢氘交换实验表明碳氢活化是可逆的,动力学同位素效应实验表明碳氢活化可能为反应的决速步骤。