过渡金属催化的交叉偶联反应在化学科学中具有重要意义，经历了几十年的研究和发展，各种各样的过渡金属催化的偶联反应已成为化学领域中形成碳-碳(C-C)和碳-杂(C-X)键必不可少的手段。然而，金属催化剂的成本一般较高，特别是大规模工业生产过程中需要高催化剂负载量的情况下，成本负担尤为沉重。一些金属配合物对水和空气敏感，这不仅使操作复杂化，还会产生安全问题。此外，在制药和材料行业中，为了解决“过渡金属残留问题”往往需要一些繁琐的流程和特殊设备，为将金属的含量降低到一定的水平，会消耗额外的资源。由此看来，探索以及发展不依赖于过渡金属的构建C-C和C-X键方案显得尤为重要。
　　本论文主要包括以下四个部分：
　　第一部分概述了无过渡金属参与的自由基芳基化和氟烷基化偶联反应。在非光照条件下自由基芳基化反应的主要方式为碱促进的均裂芳香取代反应和氧化交叉偶联反应，在光照射下通常由有机光氧化还原催化剂作用产生芳基自由基而参与偶联反应。这一部分还概括了无过渡金属参与的自由基氟烷基化反应，以及在无过渡金属条件下硫族元素与氟烷基相结合的自由基引入方式。
　　第二部分介绍了一种无过渡金属条件下苄胺的芳基化自由基偶联反应。2-氮杂烯丙酮亚胺在碱的作用下驱动单电子转移，活化芳香腈进行自由基芳基化反应，实现了二芳基甲胺类化合物的制备。该方法不需要外加光源与过渡金属催化剂，同时还具有操作简便并可扩展至克级规模以及避免了过渡金属残留等优点。
　　第三部分讲述了无金属条件下光促进的1,3-烯炔的氟烷基硒化反应，为β-氟烷硒基砜联烯类化合物提供了合成途径。利用三氟甲基甲苯硒磺酸在光照下发生裂解的特点，将其作为双官能化试剂实现了对1,3-烯炔的加成反应。该方法具有反应条件温和、底物范围广和官能团耐受性好等优点。整个过程不需要使用任何金属试剂，温和简便的操作条件使得反应可扩大至克级规模，可对结构多样的氟烷基硒化联烯类化合物进行克级制备。
　　第四部分探究了无金属条件下可见光诱导非活化烯烃的区域选择性氟烷基氟烷基硒化反应。通过使用廉价有机光氧化还原催化剂曙红Y，实现了向烯烃分子中同时引入了两部分由不同光诱导过程产生的氟烷基基团。该方法具有较宽的底物范围和官能团耐受性，可对环氧化酶-2(COX-2)抑制剂塞来昔布衍生物等一些有价值的复杂天然产物和药物分子进行氟烷基氟烷基硒化修饰，在构建化合物库中具有潜在的应用前景。
　　本论文主要介绍了过渡金属催化的一些固有缺陷，概述了目前无过渡金属参与的自由基芳基化和氟烷基化偶联反应。报道了一种无过渡金属条件下苄胺的芳基化自由基偶联反应和无金属条件下光促进的1,3-烯炔的氟烷基硒化反应以及无金属条件下可见光诱导非活化烯烃的区域选择性氟烷基氟烷基硒化反应。未来将要探索更多新颖实用的无过渡金属参与的方法学研究，还将尝试解决在工业大规模生产和制药行业中的应用问题。