近年来,氧化偶联反应得到了迅猛发展,已成为有机化学的热点研究领域之一,其在化工和医药生产中有着广泛的应用。有机合成化学中,氧化偶联反应已成为构建碳-碳键及碳-杂键的重要方法之一。相比于传统的偶联反应,氧化偶联反应不仅减少了繁琐的反应底物的前官能团化,缩短了反应路线,提高了反应效率,而且其原料的来源也更为广泛,综合起来就大大地提高了反应的实用性,降低了生产成本。过渡金属催化的氧化偶联反应由于其高效的反应活性,催化剂的可重复利用等优点而备受关注,然而,探索条件温和、高效环保以及原子和成本经济性高的反应一直是科研工作者的不懈追求。基于上述原因,本论文主要研究了过渡金属(主要是铜、银、铁)催化的氧化反应来合成羰基化合物,研究工作包括以下部分:(1)实现了一种末端炔烃经铜催化氧化得到炔基膦酸酯,后经银催化水合作用合成β-羰基膦酸酯类化合物的方法。该方法以末端炔烃和亚磷酸酯为原料,在铜催化剂的作用下,以清洁的氧气为氧化剂,合成中间产物炔基膦酸酯;后在银催化剂的作用下,经水合反应得到目标产物β-羰基膦酸酯。β-羰基膦酸酯在有机药物合成领域中是一种重要的中间体。(2)发展了一种铜/铁共催化氧化炔烃磷酰基化反应合成β-羰基膦酸酯类化合物的方法。本文以末端炔烃和亚磷酸酯为原料,利用铜/铁的共催化作用,以清洁的氧气为氧化剂,一步制得目标产物。该方法条件温和,操作简单,底物适应性好。对照实验中加入自由基捕捉剂2,2,6,6-四甲基哌啶-氮-氧化物(TEMPO),成功抑制了反应的进行,并捕捉到磷酰基自由基,证明了反应可能是通过自由基机理来完成的。(3)探索了一种铜催化氧化烯烃双官能团化合成β-CF3/CHF2酮的方法。含氟化合物由于其特殊的性质,在医药、材料等方面表现出广泛的应用价值。该方法主要以末端烯烃与2-碘-1,1,1-三氟乙烷为原料,在铜催化剂的作用下,加入适量的银盐作为助催化剂,以过氧叔丁醇为氧化剂,一步合成β-CF3酮类化合物。若使用2-碘-1,1-二氟乙烷与烯烃反应,则可以得到相应的β-CHF2酮化合物。该方法条件简单,选择相对廉价的含氟碘化物作为三氟乙基和二氟乙基的来源,节约了成本。另外,通过对照实验的设计,反应中加入自由基捕捉剂TEMPO成功捕捉到三氟乙基自由基,从而证明反应过程中可能也包含自由基的历程。(4)实现了一种铁催化氧化吲哚与α-胺基羰基化合物合成3-酰基吲哚类化合物的方法。吲哚类化合物广泛存在于天然产物、生物活性分子中,在有机合成中常被作为重要的原料使用。该合成方法主要以吲哚和α-胺基羰基化合物为原料,在铁催化剂的作用下,以过氧叔丁醇为氧化剂,一步合成3-酰基化吲哚衍生物。该反应条件温和,操作简单,底物适应性强,初步的机理研究实验表明反应过程中也存在自由基的历程。