二氧化碳作为最主要的温室气体,同时也是一种广泛存在的、安全无毒、不可燃的碳一资源。受到二氧化碳自身反应惰性的限制,其资源化利用的规模相较于巨大的排放量而言仅有1%o左右、且产品结构较单一。从有机合成的角度来看,利用CO2这种廉价易得、环境友好的碳一资源,通过C-H键的官能团化来构建C-C键具有重要学术价值：一方面避免了有毒的CO和光气的使用,另一方面突破了传统方法中化学计量金属有机试剂的限制。虽然研究二氧化碳的化学转化方法并不足以解决日益严峻的二氧化碳过度排放问题,但是将廉价易得的二氧化碳转化为高附加值的产品具有重大意义。硫醚化合物的氧化反应是合成亚砜和砜类化合物最直接、最常用的方法,作为一种氧化脱硫的方法也得到广泛应用。硫醚的氧化反应需要采用化学计量的氧化剂,通常会受到高压反应设备或废弃物排放等方面的局限和困扰。发展环境友好的、简便的氧化方法,实现硫醚氧化反应产物的选择性调控具有很高的研究意义与应用前景。本论文主要介绍我们在绿色化学、二氧化碳化学方面的研究工作：二氧化碳为羧化试剂的C(sp)-H键羧化反应以及可调控的硫醚选择性氧化反应研究。1)以碳酸乙烯酯为溶剂,仅用Cul (10mol%)为催化剂的条件下,无需额外添加其他配体,以二氧化碳为羧基化试剂,可以实现末端炔烃C(sp)-H键的羧化酯化反应。反应在常压二氧化碳下就可以高效完成(收率56%-96%)。该方法对含各种吸电子或供电子取代基团的芳香炔烃和脂肪族炔烃都有很好的适用性,在“克级”实验中能以76%的收率得到相应的羧化产物。通过密度泛函计算探究了可能的反应机理,碳酸乙烯酯的存在下CO2对C-Cu键插入过程的活化能大大降低。此外,碳酸乙烯酯的结合能为26.86kcal/mol,在反应中可能起到配体作用稳定反应中间体,有利于羧化反应的进行。2)使用活性炭负载的CuBr为催化剂,碳酸乙烯酯为溶剂,不需添加额外的配体,实现了二氧化碳为羧基化试剂的端炔羧化酯化反应。反应在常压二氧化碳下,仅需要2h就能以66%-83%的收率得到相应的炔酸酯类产物。该催化体系对于各种含吸电子基团和供电子基团取代基的芳香炔烃和脂肪族炔烃都有良好的适用性。由于催化剂负载后比表面积增加,可能使催化效率提高,仅需要2h就可以完成反应。此外,负载的催化剂可以回收并再次使用。3)使用化学计量的亚硝酸叔丁酯为氧化剂,硝酸铁(20mo1%)为促进剂,在乙腈中60℃下实现了硫醚的选择性氧化反应,高选择性地得到亚砜产物,避免了过度氧化产物砜的生成。该体系对于苯环含供电子基团的芳香硫醚类底物和脂肪族硫醚类底物都有较好的适用性。该方法采用液体氧化剂,便于反应操作,同时也避免了溴化氢的使用。4)采用oxone为氧化剂,通过筛选反应溶剂、温度、时间等因素确定了硫醚选择性氧化反应的最优条件。在60℃下通过溶剂效应实现了硫醚氧化反应的调控：当乙醇作为溶剂时,生成的氧化产物为亚砜(收率80%-90%)。当水作为溶剂时,生成的氧化产物为砜(收率88%～97%)。对含各种不同官能团的硫醚化合物都有很好的适用性。该反应无需额外添加催化剂或添加剂,选取低毒或无毒的溶剂,利用oxone在乙醇和水中的溶解性差异以及分子内、分子间的氢键作用,实现了反应选择性的调控。5)采用二醋酸碘苯为氧化剂,通过筛选反应溶剂、催化剂等因素确定了硫醚选择性氧化反应的最优条件。在TsOH (10mol%)的催化下,以水为溶剂时,控制不同的反应温度和时间可以实现对硫醚氧化反应产物的调控：当反应在室温下进行时,生成的氧化产物为亚砜(收率78%-90%)；当反应在80℃下进行时,生成的氧化产物为砜(收率40%-89%)。对含各种不同官能团的硫醚化合物都有较好的适用性。该反应体系选取水作为溶剂,利用反应中原位产生的羟基甲苯磺酰碘苯为活性氧化组分实现氧化过程,无需消耗化学计量的添加剂,避免了活性氧化组分的预先制备。