在过去的数十年中,越来越多的科学家致力于发展高效的合成方法实现天然产物、生物活性分子、有机材料分子的合成。高区域选择性的碳氢键官能团化反应,因其步骤经济性、原子经济性和环境友好等诸多优点受到科学家们的广泛的关注。尽管导向基策略是实现区域选择性碳氢键活化有效策略,然而导向基团的引入和切除增加额外的步骤,降低碳氢键活化反应的效率。近年来,羧基被证明可以直接作为弱配位中心,实现高位点选择性的碳氢键官能团化反应。因为羧基作为有机分子上的一个固有官能团,利用其导向作用实现各类型的碳氢键官能团化反应,具有直接、高效的特点,在合成化学中有独特的应用价值。本论文主要介绍了羧基辅助的碳氢键官能团化反应,发展了间接三氟甲基化反应、苯甲酸邻位烷基化反应、和苯甲酸的硫化反应。本论文主要包含四部分内容,详细如下:第一部分:总结了羧基直接作为导向基团,调控的区域选择性碳-碳和碳-硫成键反应,并简要归纳了这些反应的特点和研究意义。第二部分:发现3-溴-1,1,1-三氟甲基丙酮是一种高效的间接三氟甲基化试剂,应用羧基的弱导向作用,铱络合物和膦配体的共同作用下,实现苯甲酸的间接三氟甲基化反应,并拓展到一系列药物分子的修饰,例如贝沙罗汀、丙磺舒、罗氟斯特关键前体等。第三部分:三元氮杂环底物可以作为一种有效的烷基化试剂,在钯催化条件下能实现苯甲酸的邻位直接烷基化反应,从而为含苯甲酸骨架的分子上直接形成苯乙胺核心结构提供一种更直接的策略。第四部分:对苯甲酸邻位的硫化反应进行了研究,实现了铑催化下的无需保护的苯甲酸邻位的硫化反应。