邻位双官能团化能在不饱和键两端一步引入两个官能团,是增加分子多样性的高效方法,也为构建连续手性中心提供了可能,具有原子和步骤经济性的特点,受到了广大合成化学家的关注。这类反应的研究近年来取得了快速的发展,但是其往往存在条件苛刻、难以控制区域、立体选择性等缺点。此外,亚胺和酮的双官能团化反应可为复杂分子的构建提供一种有效的策略,但相对于烯烃和炔烃而言,亚胺和酮的双官能团化很少被报道。因此,发展亚胺和酮的双官能团化反应是具有重要理论意义和应用价值的研究方向。本论文的第一部分工作以廉价铜盐为催化剂,在室温、空气气氛下,通过自由基介导的氢原子转移(HAT)的方法,对醚α位C(sp3)-H进行活化,产生烷基自由基,一步实现对α-羰基亚胺/酮的烷基化-过氧化,并得到α-氨基或α-烷氧基过氧化物。过氧化物是常见的治疗疟疾的药物,一般从植物中提取,该部分工作将为开发新型生物活性分子提供了有效策略。此外,有机分子中最主要的化学键是碳氢键,碳氢键的直接官能团化,能让人们充分利用碳氢化合物资源,为化学、化工、医药、农业和材料等领域的发展提供巨大的动力。因此,碳氢键活化被冠以化学领域的圣杯之美誉。C(sp3)-H键是有机分子中最为丰富的惰性碳氢键之一,具有较高的键离解能(BDE),直接活化C(sp3)-H是极具有挑战性的。本论文的第二部分工作是利用了手性路易斯酸和光催化剂协同催化的策略,通过HAT的过程对甲苯及衍生物的C(sp3)-H进行活化产生烷基自由基,同时实现了甲苯及衍生物的直接官能化和对α-羰基亚胺的不对称烷基化。第一章概述了本研究领域的进展及现状,并讨论了本论文的研究目的和意义。第二章探讨了铜催化α-羰基亚胺/酮的烷基化-过氧化反应的研究历程。我们开发了一种在非常温和的反应条件下,用简单的铜盐催化α-羰基亚胺/酮的烷基化-过氧化双官能化反应。过氧基和烷基被选择性地引入C=N或C=O,合成了一系列结构新颖、稳定的α-氨基/α-烷氧基过氧化物。第三章,我们发展了可见光催化甲苯及衍生物的不对称C(sp3)-H官能团化反应。该反应运用了手性路易斯酸和光催化剂(PT)协同催化的策略,在室温下,通过自由基HAT的方法对苄位C(sp3)-H进行活化产生烷基自由基,一步实现了甲苯及衍生物高区域选择性和高对映选择性的官能化,得到了一系列手性的磺内酰胺。该方法还可应用于药物分子C elebrex和Skelaxin的后期修饰。第四章是总结与展望。