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通过过渡金属催化,切断有机化合物中最常见的C-H键,并引入官能团的研究在近年来蓬勃发展,为医药合成、材料开发提供了新思路。该类方法通常利用钯、铁、钴、镍、铜、锰等过渡金属催化直接活化C-H键,进而和官能化片段分子反应,得到设计的目标产物。其中,得益于高效的催化活性以及优秀的化学选择性,铑(Ⅲ)催化体系尤其引人注目。导向基的引入不仅可以控制C-H键活化位点以达到区域选择性官能化的效果,而且还能通过配位作用稳定形成的有机金属中间体,其中含氮和含氧导向基最为常见。本论文的主要内容为借助导向基团辅助的铑(Ⅲ)催化C-H键活化引入含硅含氟片段反应的研究,包括:1.绪论:导向基团辅助的铑催化C-H键官能化。归纳辅助铑催化sp~2碳氢键官能化反应的各类导向基团,着重介绍含氮导向基团和含氧导向基团。同时综述了铑催化各类官能化反应中的一些经典实例。2.导向基辅助铑(Ⅲ)催化烯烃的可调控烷基化和烯基化-环化反应。同一铑催化体系下,烯烃和丙烯酰基硅烷反应分别得到烷基化和烯基化-环化产物,简单方便地做到可调控官能化,突破了先前相关工作需要改变催化体系或者底物导向基团的局限,同时该反应有着宽泛的官能团兼容性。3.铑(Ⅲ)催化氟烯基化构建2-氟-1,3-共轭二烯反应。借助导向基辅助铑催化烯烃碳氢键活化策略,结合偕二氟烯烃的脱氟官能化,能顺利得到偶联产物2-氟-1,3-共轭二烯,补充了以往α-氟烯基化研究中以(杂)芳烃为主要底物的工作。同时该方法为药物研究合成含氟共轭二烯骨架提供新思路。4.基于氢芳化的铑催化sp~2碳氢键二氟烷基化反应。通过铑催化偕二氟烯烃的氢芳化反应能方便快捷地得到具有潜在生物活性的含偕二氟亚甲基片段的有机小分子。利用烯烃底物分子中路易斯碱的螯合配位作用,抑制常规方法无法避免的β-F消除,进而经质子去金属化能够得到吲哚C2位引入二氟烷基的产物。