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杂环化合物广泛存在于具有生物活性的化合物中，因此其合成引起了化学家的极大兴趣。近几十年，过渡金属催化C-H活化成为合成各类有机化合物的重要方法。该方法因具有高效、经济、操作简单等优点，被广泛应用在新药设计与合成、天然产物合成中。从2003年，过渡金属催化C-H活化合成杂环化合物有了深层次的研究。但这些方法或者需要加入化学计量的外部氧化剂，或者利用底物中的官能团作为内部氧化剂，同时加入一些添加剂才使反应发生，原子经济性有待进一步提高。目前，以释放氢气的策略合成杂环化合物的报道还很少。本论文以过渡金属催化下通过释放氢气的方式合成杂环化合物为基础，开展了亚胺以及苯甲酰胺与炔烃的偶联反应。 本论文包括以下三部分： (1)根据不同的催化剂综合阐述了近年来过渡金属催化C-H活化合成几类常见杂环及碳环化合物的研究进展。 (2)介绍本论文的研究设计思路与内容。 (3)参与课题[RuCl2(p-cymene)]2催化亚胺类化合物C-H活化与炔烃偶联反应的研究。此课题中，我们小组实现了在溶剂的调控作用下选择性合成异喹啉和3,4-二氢异喹啉。反应以各类亚胺作为底物，用相同的过渡金属Ru作催化剂，利用释放氢气构建杂环化合物的策略，原子高效性的完成了异喹啉类化合物的合成过程。通过调控不同的反应条件，在氢元素保留的情况下，得到了顺式3,4-二氢异喹啉的产物。同时，对反应机理也做了详细研究，指出该反应可能经过C-H活化，炔烃插入以及6π电环化的过程。 (4)对过渡金属Rh催化酰胺类化合物C-H活化合成异喹啉酮的方法进行了详细的研究。该反应以各类酰胺为底物，在合成催化剂Cp*Rh(CH3CN)3[SbF6]2的催化作用下进行C-H活化并与炔烃偶联，高效合成了异喹啉酮类化合物。除此之外，还可以通过不同的金属铑催化剂实现选择性与两分子炔烃偶联合成异喹啉酮衍生物，对该反应中产生的氢气进行定量检测，以证明反应是以氢气释放的策略发生的。