催化领域中的一个关键目标是研发新型的活化惰性小分子的方法,通过新的成键模式来提高反应过程中资源与能源的利用率以及目标产物的合成效率。在过去的十几年里,有机合成领域里自由基化学的复兴也复活了研究者们对光化学的研究兴趣。光催化反应过程中能够产生特殊的开壳反应活性中间体,而这在其他催化剂的作用下很难甚至无法获得。另外,光具有储量大、绿色环保和可再生等本质属性,这使得光催化方法符合现代有机化学所倡导的安全环保、绿色高效的时代要求。酚类化合物及其衍生物是一类非常重要的医药中间体和化工原料。溴代酚是一种常见的有机合成中间体,在材料、医药及农药等方面具有重要作用。由酚类物质直接合成的苯并呋喃骨架化合物具有潜在的生物活性,能表现出抗炎、抗氧化和抗癌等多种生理功能。以邻氨基酚或醇为原料构建的苯并噁嗪（唑）酮类化合物在生物、医药与农药等领域具有重要意义,例如抗艾滋药物依法韦仑就含有该特征结构。本文以酚类化合物为中心反应底物,通过可见光诱导的途径研究了它在常温常压条件下的各种官能团化反应,如溴代、[3+2]环加成、酯化/酰胺化和直接胺化等。采用四溴化碳作为氧化淬灭剂及溴源,以Ru（bpy）₃Cl₂为光催化剂,在可见光诱导条件下实现酚类化合物的溴代反应。溴代酚产物被认为是由溴负离子原位氧化生成的溴单质与酚进行亲电加成而来。而且烯烃在相同条件下也能生成相应的双键被溴加成的产物,这进一步证明了反应过程中溴单质的生成。该方法采用固态的四溴化碳作为溴源,避免了常规合成方法中所使用的高毒性液溴,研究出一种更绿色环保、节能高效的溴代方法。使用过硫酸钠为氧化剂,在可见光诱导或者加热条件下实现了酚类与烯烃类之间的[3+2]环加成反应,以较好的产率得到了一系列二氢苯并呋喃类化合物,并一步合成了天然产物Corsifunan A。S₂O₈^2-在光照或加热条件下被分解为强氧化性的SO₄^·-,它能将底物酚氧化成酚氧自由基从而与烯烃进行[3+2]环加成反应。对比传统合成方法中所采用的强酸、重金属等苛刻条件,该方法提供了一种更温和环保、经济节能的途径。在可见光催化条件下,以Ru（bpy）₃Cl₂为光催化剂,实现了邻氨基酚或醇与四溴化碳、空气或溶剂中的水份的三组分反应,合成了一系列五元环或六元环的苯并噁嗪（唑）酮类化合物。四溴化碳参与氧化淬灭后生成的三溴化碳自由基直接参与了反应产物中羰基碳原子的构成。并且,采用连续流动工艺实现了扩大量反应以及对光催化剂的回收与利用。该合成方法的特点在于产物中的羰基来源于两个不同的组分,即碳来源于四溴化碳而氧来源于水,避免了在常规合成方法中所使用的如光气等剧毒原料以及废料的产生。以过硫酸钾为氧化剂,在可见光照射条件下实现了酚类化合物与杂环类二苯胺化合物的直接交叉脱氢胺化来合成环状三苯胺的反应。该合成方法无需任何催化剂,反应条件简单温和,反应产率很高,而且产物的化学选择性单一。最重要的是,该方法避免了底物的提前活化,直接以两分子底物脱氢偶联的方式生成了新的碳氮键。在前期工作基础上,进一步对非环状三苯胺类进行了合成工艺研究。在有机光催化剂2,4,6-三苯基吡喃盐的作用下,实现了简单温和条件下的酚类化合物与非环状二苯胺类化合物的直接交叉脱氢胺化反应,合成了一系列非环状的三苯胺单体。通过荧光淬灭实验以及EPR测试等,推断该反应涉及了双自由基交叉偶联的反应机理。而且,通过计算该反应的量子产率基本确定了反应中存在自由基增链过程。该方法创新性地拓宽了底物适用范围,避免了常规胺化偶联方法中所需的高温、金属催化以及反应底物提前活化的条件。两种类型的胺化反应都是通过氧化生成的酚氧自由基与氮自由基进行自由基交叉偶联而来。