随着社会经济的发展,合成化学对绿色,高效,安全的要求越来越重视。这需要从科学本质层面进行创新,开发出新颖的合成方法。众所周知,光和电作为清洁的能源,应用它们作为合成反应的驱动力在理论和应用研究两方面都具有重要的意义。近年来,可见光氧化还原催化和电化学在物质转化中展现出独特的反应活性及选择性,获得了广泛的应用,成为了有机合成的一个研究热点。三元环化合物具有很大的环张力,在有机合成中可以作为高活性的合成子开环,同时也由于环张力,构建三元环也是具有挑战性的任务。本论文的工作就是围绕着利用可见光及电等清洁能源来实现三元环结构的转化及合成来展开。环丙基的α位有自由基存在时很容易开环得到链式自由基,因此很多化学工作者利用环丙基的作为自由基钟来验证反应机理是否是自由基反应,但其在合成方面的应用还缺乏研究。氮杂环丙烷是用途广泛合成中间体,广泛用于医药中间体生产,功能材料的制备。其中大位阻的烯烃的直接环丙环化反应还没有很好的解决方法。我们通过电化学直接活化烯烃、以磺酰胺酯为氮源来实现了一系列大位阻氮杂环丙烷的合成。研究内容包括以下几部分:1、可见光催化的氟烷基化/C-H分子内环化的串联反应我们利用环丙基开环的特性,利用多种烷基自由基试剂,在可见光催化下实现了氟烷基化/C-H分子内环化的串联反应,成功得到了带有不同取代基的1,2-二氢萘类化合物。2、1,5-溴三氯甲基化产物及三取代苯乙烯的E-Z异构化在可见光照射下,以Ir为光催化剂,α-环丙烷苯乙烯通过自由基链式反应机理得到1,5-溴三氯甲基化产物,并以一锅法的方式实现了,E构型烯烃产物的异构化,实现了最高Z/E=99:1的选择性。3、电化学活化烯烃同磺酰胺酯生成氮杂环丙烷的反应我们发展了一种通过电化学直接活化烯烃、以磺酰胺酯为氮源来合成氮杂环丙烷的方法,该方法能够很好的适用于三芳基乙烯以及其他一系列多取代芳基乙烯。通过控制实验和电化学测量,我们提出了该反应的反应机理是通过两次阳极氧化和磺酰胺酯作为氮源进行两次亲核进攻生成两个C-N键得到氮杂环丙烷的过程。