通过C-H键活化来合成复杂有机化合物的方法学已经引起了化学界的极大关注。目前大多数合成方法都用过渡金属如铑、铱、铷、钯和镍作为催化剂,从简单易得的起始原料来制备碳环和杂环化合物。这些方法的的优点在于C-H键普遍存在于各种有机化合物中,因此起始原料不需要官能化,并且sp3C-H键和sp2C-H键都能够有效地被官能化。氧化条件下实现C-H键活化及进一步官能化已经取得巨大进展,但是同时也面临着很大的挑战。本论文内容分为三章:第一章:过渡金属催化的C-H键氧化烯烃化的研究进展本章主要综述了过渡金属Rh, Pd催化的氧化烯烃化反应。许多C-C键的形成都是通过C-H键活化来完成的,这种方法能够控制或提高反应的选择性。第二章:铑(III)催化的芳基酰胺与烯烃的串联氧化的烯化Michael加成本章主要报道了Rh(III)催化的芳烃C-H键氧化烯烃化。N-烷基和N-芳基取代的苯甲酰胺羧酸环邻位的C-H键能够选择性的发生活化,被烯烃官能化后生成五元环的内酰胺。此反应在Rh(III)催化剂,Ag(I)氧化剂的共同作用下来完成。在反应中,底物使用范围广。尤其是用杂环酰胺为底物时,氧化烯烃化的直接产物或最终的内酰胺产物都能分离得到。第三章:铑(III)催化的1-羟基异喹啉与烯烃的氧化偶联反应本章主要报道了NH异喹啉酮的合成,以及把它作为C-H键活化的起始原料。在3-位带有芳基的NH异喹啉酮的芳环的邻位很容易发生C-H键活化。氧化烯烃化反应在催化剂[RhCp*Cl2]2,氧化剂Cu(OAc)2的共同作用下来完成。该反应的所得产物和上章中的产物很相似,最终产物是一个五元环的氮杂环化合物。更重要的是,此偶联反应可以从PhC(O)NH(OMe)、炔烃和烯烃,通过一锅法实现。我们对该偶联反应的机理也做了讨论,和端基烯烃的反应遵从Heck类型的反应的机理;而和内烯的反应是通过类似Wacker反应的机理,酰胺的NH键从金属的背后进攻配位活化的烯烃是反应中关键的一步。