过渡金属催化的碳氢活化是近些年有机合成界的重要研究领域。醌类化合物及其衍生物具有多样的潜在药用价值,因而研究它们的合成方法具有重要的意义。本文主要研究过渡金属催化的含氮基团导向的芳基化合物的选择性碳氢活化和醌类衍生物的碳氢活化。这些研究可以在一定程度上推动导向的芳基化合物的选择性碳氢活化的研究进展,同时也为一些以芳基醌类及含硫芳基醌类衍生物为中间体的药物合成提供新思路。主要内容如下:1、铑催化的酰胺导向的选择性碳氢活化烯基化反应的研究发展了以[Cp*RhCl₂]₂为催化剂,以碳酸银为氧化剂的二芳基酰胺的选择性碳氢活化反应。该方法加入三氟甲烷磺酸银来辅助催化剂催化,可以选择性生成酰胺N-芳环一侧的产物;而不加时则生成C-芳环一侧的环化产物。本文报道的酰胺的烯基化反应具有很好的化学和区域选择性以及官能团耐受性。机理探索实验证明非配阴离子在该反应中起了一个关键作用,并提出了可能的反应机理。2、铑催化的酰胺导向的选择性碳氢活化酰胺基化反应的研究发展了一种全新的使用过渡金属铑催化酰胺与异氰酸酯选择性碳氢活化酰胺化反应合成不对称酰胺的方法。此类反应条件简单,同时有着良好到优秀的产率。反应对各种异氰酸烷基酯都适用,甚至异氰酸芳基酯也能参与反应。该方法提供了一种高效且实用的不对称双酰胺的合成方法。3、铑催化的三唑导向的选择性碳氢活化烯基化反应的研究设计了一种吡啶基苯并三唑类化合物来研究与丙烯酸酯类化合物的选择性碳氢活化偶联反应。反应以[Cp*RhCl₂]₂为催化剂,醋酸铜为氧化剂,六氟锑酸银为添加剂展开,结果发现碳氢活化能够选择性的发生在吡啶环上,说明在这一类化合物中三唑基的导向能力要大于吡啶基。此外,我们发现各种带供电子基团或者吸电子基团的苯基苯并三唑类化合物均可以得到良好到优秀收率的产物。此外,我们也对该反应做了一系列的机理探索实验。4、铜催化的苯醌与苯磺酰氯类化合物偶联生成含硫芳基醌类衍生物的研究首次采用苯磺酰氯作为偶联试剂,在廉价的CuI催化和还原剂三苯基磷的帮助下与苯醌偶联选择性地生成含硫芳基醌类衍生物,而无其他磺酰基醌类衍生物生成。各种单取代和双取代的苯磺酰氯都能以中等到良好的产率得到目标产物。这为含硫芳基醌类衍生物的合成提供了一种新选择。5、钯催化的萘醌、卤代苯酚及卤代烷烃三组分交叉偶联为芳基醌类衍生物的研究拓展了一种醋酸钯催化的合成芳基醌类衍生物的方法,采用碘代苯酚及卤代烷烃与萘醌三组分一锅法交叉偶联来合成。其中,卤代烷烃既是反应物又是溶剂。与前人的合成方法相比,该方法具有操作简单、条件温和、绿色经济等突出优点。