C-H键广泛地存在于有机分子中,过渡金属催化C-H键直接官能团化反应是构筑碳-碳键以及碳-杂原子键最有效的方法之一,与传统的合成方法相比,省去了对底物预先官能团化的过程,缩短了反应步骤,大幅度地提升了原子利用率,减少能源消耗、降低污染物排放,使化学反应更加趋于绿色化。但是,有机分子中往往不止含有一个C-H键,为了解决C-H键活化的区域选择性问题,往往需要引入导向基团,反应后导向基团的转化或移除也是难题,且双碳氢键偶联反应通常需要额外加入氧化剂才能实现催化循环。另外,茚胺是很多生物活性分子的骨架结构,具有较好的药理活性。因此,基于茚胺类化合物的合成及其转化的有机合成方法学研究引起有机化学家的广泛关注。传统合成茚胺的方法大都基于官能团之间的化学转化,参与反应的底物大都集中于卤代物、拟卤代物等,通常会产生大量的副产物,导致资源浪费的同时也可能会造成环境污染,而且这些反应底物需要经过预先制备或者预先活化,步骤繁琐。在过去十几年里,有机合成化学家做出了巨大的努力通过过渡金属催化C-H键活化环化反应构建茚胺类化合物,但是这些方法都是通过亚胺或亚胺类似物与炔烃[3+2]环化反应实现的,这不利于拓展底物范围。基于上述问题,本论文主要开发了一种铑催化C-H键活化/环化合成多取代3-茚胺的方法(Scheme 1),通过芳基亚胺酸酯与烯烃分子间[3+2]环化反应,以中等至优秀产率获得相应的茚胺产物,廉价易得的α,β-不饱和酮或硝基烯烃被用作偶联试剂,酰基或硝基可以顺利地被引入3-茚胺的C-2位,这使得该反应的产物易于进一步转化以合成各种有用分子。引入亚胺酸酯基团作为导向基,使C-H键活化选择性地发生在亚胺酸酯基团的邻位,反应后无需移除导向基团,亚胺在反应过程中即可转化为茚胺的氨基,易于进一步修饰。此外,该方案表现出良好的官能团耐受性以及优异的区域选择性。还通过系列对照试验,研究了有关反应机理(Scheme 2)。通过C-H键活化/环化,最后脱去一分子醇得到相应的3-茚胺产物,无需额外氧化剂的加入。