太阳光是地球上最丰富和绿色的能源,基于可见光驱动的有机合成反应具有绿色高效、条件温和、环境友好等优点,近十年来相关研究发展迅速,已经成为有机合成领域的重要方向之一。同时,脂肪族化合物在自然界及生物体中随处可见,是构成有机化合物的基本结构单元之一,其转化应用研究具有重要的实践意义。其中,烷基sp3碳中心的交叉偶联反应是实现脂肪族化合物转化研究最直接的手段之一,是有机合成化学家的关注热点。近年来,有机化学家们将光氧化还原催化策略应用于烷基偶联反应中,为自由基的温和产生与转化提出了新的思路,也拓展了合成化学的新领域。这一反应类型展现出了一定的反应优势,包括不需要额外的氧化剂、条件温和、官能团容忍性好、化学选择性好等特点。本论文将对该领域近年来的最新研究进展情况进行综述,并围绕这一领域开展了一些研究工作。具体研究内容如下:首先,我们从自然界中广泛存在且廉价、稳定的烷基羧酸出发,在光氧化还原催化条件下生成烷基自由基,与有机碘炔基试剂经历自由基加成过程,以较高的产率得到一系列结构多样的炔烃类化合物。此外,直接使用太阳光照射也能使反应高效进行,而且该反应还可放大到克级规模而不影响反应效率。通过对产物的进一步衍生化,我们还合成了恶唑烷酮类化合物。最后,我们通过一系列机理研究实验探索了该反应的机理。在上述光催化脱竣炔基化的工作基础上,我们进一步探究并实现了脱羧氰基化反应,同时还将此策略应用于三级胺的碳氢氰基化反应。通过这两类温和氰基化反应,实现了一系列α-氨基氰及烷基氰类化合物的合成。值得注意的是,该反应将中性且结构稳定的有机碘氰基试剂作为氰源应用于光催化反应中,反应中无需加入额外氧化剂且反应体系中无氰基负离子生成,实现了安全的氧化还原中性的自由基氰基化反应。随后,我们进一步将烷基前体拓展到了普通烷基溴代物,通过硅自由基活化产生烷基自由基的策略,与烯基砜加成,实现了单一光催化条件下的脱溴烯基化反应。此外,我们以烷基溴代物和烯基溴代物为前体,将可见光催化与镍催化相结合,实现了双催化的烯基化反应。以上两种方法成功实现了官能团多样的烷基烯烃的合成。此外,该反应可进一步拓展到溴代糖类化合物及复杂的溴代物的进一步修饰,并应用于合成高利用价值的烯烃类化合物。另外,结合可见光催化与有机催化共催化模式,以氧气为氧化剂,实现了温和条件下的饱和脂肪醛的脱氢氧化反应。我们还使用手性胺作为催化剂,通过一锅的串联不对称转化,实现了饱和醛的β-位碳氢官能化反应,高对映选择性地合成多种手性醛类化合物。最后,基于相关不对称催化方面的研究,我们将手性吡啶配体应用于可见光催化中,通过光催化镍催化协同催化模式,将其应用于分子内碳氧偶联反应中,实现了直接的对映选择性去对称化反应,合成了一系列手性的苯并哌氧环烷类化合物,并提出了可能的反应过程。