碳-杂键广泛存在于药物和天然分子中,其构建是当今重要的研究领域之一。然而,在碳-杂键构建中,往往利用过渡金属催化来实现,存在成本高,副产物多,环境不友好等问题,即使在无金属催化中,等量或过量的强碱或氧化剂是必需的。同时,醇类化合物具有经济、绿色和低毒等特点,可以接受各种亲核试剂的进攻构建碳-杂键。绿色溶剂可代替传统有机溶剂,优化反应过程,解决环境污染以及危害人类健康等问题。因此,从绿色化学发展要求考虑,急需开发更为绿色温和,简单高效,高选择性的催化体系来实现醇的转化。Bu4NHSO4和H3PW12O40.x H2O等Br（?）nsted酸催化剂,由于具有易分离和催化效率高等特性,能够在温和的条件下高效活化醇形成碳正离子中间体,并接受亲核试剂的进攻,有望在碳-杂键的构建中充当着积极的角色。基于此,本文设计以Br（?）nsted酸为催化剂,在绿色溶剂如水、碳酸二甲酯中催化醇与含N、O和P的亲核试剂反应,构建一系列含碳-杂键的化合物,研究内容主要包含以下三个方面:1.开发了Bu4NHSO4无金属催化体系,实现了水相中吡唑及其衍生物的直接N-烯丙基化反应构建C-N键,最高收率可达93%,避免了任何添加剂的使用。催化剂在重复使用6次之后,活性没有改变,同时该体系也适用于克级规模反应。研究发现,烯丙基醚不是该反应的中间体。对照实验和密度泛函理论（DFT）计算证明了反应底物、溶剂和催化剂之间存在氢键作用,尤其是烯丙基醇与水之间的氢键效应。由此,反应机理可能是在Bu4NHSO4和氢键作用下,含氮亲核试剂进攻碳正离子生成烯丙基胺。2.利用杂多酸H3PW12O40·x H2O为催化剂,碳酸二甲酯为溶剂,实现了肟和醇的肟氧烷基化反应,构建新的C-O键。底物适用范围广,室温下即可实现苯乙酮肟、二苯甲酮肟类化合物与三苯基甲醇的反应,收率均大于90%;升高温度,脂肪族酮肟与三苯基甲醇以及二苯甲酮肟与脂肪族三级醇顺利反应,产率中等;此外,含杂原子的底物也能发生反应。通过UV-Vis、NMR和FT-IR等谱学表征手段和对照实验发现,该反应经历碳正离子过程,且H3PW12O40·x H2O的阴离子与三苯基甲醇的OH之间存在氢键作用。3.发展了以碳酸二甲酯为溶剂,磷钨酸为催化剂的绿色催化体系,首次实现了二级苄醇与二级膦氧化物的磷酰化反应构建C-P键,产率最高达96%。该体系也适用于烯丙基醇和三苯基甲醇,对于膦氧化合物,耐受性良好,反应不受电子效应和位阻效应的影响,同时提出了反应可能经过二苯基碳正离子中间体的过程。