过渡金属催化C-H键活化因其步骤和原子的经济性,近年来一直是有机合成方法学研究的热点之一。钴是在自然界中广泛存在的一种过渡金属,与其他贵金属(如钯、铑、钌等)相比,作为C-H键活化催化剂,不但具有成本优势,而且在C-H键活化反应中也表现出了不错的活性。[Cp*Co(CO)I2]是其中一种代表性的Co(Ⅲ)催化剂,相关研究也得到大量报道。充分发挥其潜力的影响因素之一是找到新导向基团,导向基能够影响金属催化剂的作用,以及与偶联底物的反应条件。本论文以[Cp*Co(CO)I2]作为催化剂,发展了一种N-氯代苯甲酰胺导向基,可以实现在室温条件下C-H键活化合成含氮杂环。主要内容包括:第一章,[Cp*Co(CO)I2]催化C-H键活化的研究背景。第二章,发展了一种N-氯代苯甲酰胺导向基,在[Cp*Co(CO)I2]催化条件下室温合成杂环化合物。反应以炔烃作为偶联底物,方便地得到异喹啉酮。良好的底物适用性,使得多种不同类型的取代基可以顺利转化。另外,首次直接通过C-H键活化方法,一步获得中间体钴环化合物,为更好地研究钴催化C-H键活化反应机理提供了一条新途径,也能给高活性导向基的开发,及其在过渡金属催化C-H键活化领域的应用提供新思路。第三章,首次以烯烃作为偶联底物,N-氯代苯甲酰胺作为导向基,通过钴催化C-H键活化合成了 3,4-二氢异喹啉酮。因为N-Cl键的高氧化性以及和钴催化中心作用产生的独特催化活性,该反应具有高效、步骤和原子经济性、室温反应、宽泛的底物适用性等诸多优点。同时,N-氯代苯甲酰胺未来有可能在杂环合成中得到进一步的发展和应用。