随着现代有机合成化学的发展,人们在追求复杂分子的构建的同时也更加追求合成的绿色和高效性。在这样的背景下,直接从简单易得的底物出发,经过渡金属催化的C-H活化反应已经在碳-碳和碳-杂原子键的构筑中表现出良好的原子和步骤经济性,是一类符合可持续发展理念的合成策略。为了进一步提高合成效率,发展高效的、涉及多个化学键的断裂和重组的串联反应,在快速构建分子复杂度方面展示出比传统分步合成方法更为独特的优势。近年来,人们在串联反应的研究和应用方面取得了非常丰硕的成果,串联反应成为现代有机合成中最活跃的研究领域之一。在此基础上,基于碳氢键活化启动的多组分参与的串联反应,具有高原子和步骤经济性,结合三价铑催化剂在合成杂环中的高效性和极好的官能团兼容性,该策略有望在对生物医药分子、功能材料分子的后期修饰以及快速构建中提供新思路。本文主要研究了三价铑催化的多次碳氢键活化参与的多组分串联反应。本论文的主要内容包括:1.绪论:三价铑催化亚胺结构导向的串联反应研究的历史和现状简单介绍了三价铑催化剂及其催化的亚胺结构导向的体系的起源、发展和现状,同时简要综述该领域的研究成果。2.有序的碳氢键和碳碳键断裂:通过可控串联反应来构建多种氮杂稠环化合物我们实现了亚胺酸酯导向的多个有序串联反应,其中包括碳氢键和碳碳键的有序活化,可分离到的反应中间体茚,多种官能团以及一些其他强配位导向基的兼容性,通过条件的调控可以实现三种不同氮杂稠环类化合物:吡啶并茚、氮杂卓和氮杂芴酮的发散合成。3.通过有氧氧化的多组分串联反应来有序组装多取代的异吲哚啉我们实现了由简单易得的醛或胺作为反应底物,原位生成席夫碱类化合物,在金属铑的催化作用下,通过碳氢键活化启动的串联反应实现了多取代异吲哚啉类化合物的快速合成。4.芳烃与烯烃的程序化C-H/C-H偶联:芳香腈的可控合成直接氧化C-H/C-H偶联策略对于快速构建分子库具有巨大的合成优势和挑战。通过添加剂的调整,我们实现了可控的芳烃与烯烃的偶联反应来生成各种芳基亚胺酯或者芳基腈。