亚硝基化合物大多具有致癌性,然而也有一部分含亚硝基的化合物具有药用价值,尤其是NO供体药物,在人体生理环境中可以提供NO,从而表现出多种生理活性。除此以外,在有机合成领域,亚硝基化合物可以方便的转化为多种重要的有机合成中间体,比如:硝基化合物、胺类、Sydnone等,在药物、材料合成方面有重要的价值。另外,喹啉及其衍生物具有抗疟疾、抗癌、抗菌等活性,因此为了筛选更多含喹啉结构单元的药物分子,对喹啉类化合物的官能化就具有重要的研究价值。本论文主要研究了亚硝酸叔丁酯促进下N-亚硝基酰肼的合成、N-亚硝基苯胺为硝基源实现的苯胺化合物的温和硝化以及喹啉类化合物的直接官能化反应。具体内容如下:1、在亚硝酸叔丁酯和氧气的存在下,实现了 N,N’-二烃基酰肼的C-N键活化,以高收率得到了一系列N-亚硝基酰肼类衍生物。与过渡金属催化和其它自由基C-N键活化的策略不同,该反应首先产生了酰肼的氮中心自由基,再进一步通过自由基β-碎裂引发了 C-N键的断裂,是通过C-N键活化制备亚硝基化合物的一种新方法。2、在氧气和酸的存在下,使用N-亚硝基苯胺作为起始原料,实现了苯胺类化合物的温和硝化。反应中以N-亚硝基苯胺作为自供给的硝基源,通过氧气启动硝化反应,实现了芳香胺的温和硝化,避免了对胺基的保护。3、首先,在亚硝酸叔丁酯、氧气、酸的存在下,实现了四氢呋喃和4-甲基喹啉的Minisci反应,在喹啉C-2位引入官能团。有趣的是,不同于过渡金属参与的Minisci反应,该反应通过串联的偶联、开环等步骤,实现了喹啉C-2位的酰化。接着,在一种新型的超电子供体(氢化钠和乙二醇甲醚)存在下,实现了四氢呋喃的sp3C-H键活化、喹啉类C-3位官能化等一系列串联反应。通过研究表明,该体系不同于常用的tBuONa或tBuOK与有机小分子添加物的体系,有可能用于引发更广泛的自由基反应。