在现代药物合成与发展中,快速构建和衍生某些重要有机中间体化合物的策略是非常重要的。发展该类方法可以快速、有效的测试一系列从“母体”分子衍生出来的类似物来,寻找药物分子中的先导化合物。碳氢键广泛的存在于有机化合物中,因此,如果从碳氢键出发引入某个官能团,然后通过该官能团能迅速转化为其它官能团,即从“母体”分子衍生出一系列类似物,这样可迅速建立化合物库。惰性碳氢键的直接官能团化是当前有机化学领域中最重要和最活跃的研究课题之一,其之所以具有巨大的吸引力,在于这类化学可以将简单,廉价易得的原料直接转变为高附加值的、高合成价值的有机化合物。目前,该领域的挑战之一是饱和碳原子即sp~3碳上的碳氢键的活化与直接官能团化。sp~3碳氢键由于其高的键解离能、弱的配位作用以及位阻等原因,使得其直接官能团化具有非常大的困难和挑战性。近年来,引入导向基团可以辅助过渡金属实现一些sp~3碳氢键的官能团化反应。但目前报道的这些基于导向基团方法很难实现碳链上远程碳氢键(δ-位及其以上位置)的直接官能团化(导向基团与过渡金属配位形成的五、六元环过渡态,决定碳氢键活化的置局限于β-位和γ-位)我们考虑到,自由基反应能够发生分子内1,5-氢迁移,即通过攫取惰性的δ-位甲基、亚甲基或次甲基的氢,生成δ-位碳自由基,此过程一般是一个放热的过程,有利于生成更稳定的碳自由基.本论文主要研究集中在远程sp~3碳氢键的选择性氧化及多样性转化主要包含以下三章内容:第一章介绍了基于自由基策略的远程sp~3碳氢键的官能团化,主要内容包含三部分的内容:(1)基于氮自由基诱导的sp~3碳氢键的直接官能团化(2)基于氧自由基诱导的sp~3碳氢键的直接官能团化(3)基于碳自由基诱导的sp~3碳氢键的直接官能团化。第二章中介绍了基于1,5-氢迁移的脂肪族胺类化合物的选择性氧化及多样性转化。我们以苯甲酰基保护的脂肪族胺类化合物为研究对象,以金属铜和银为催化剂,实现了脂肪族胺类化合物中二级碳氢键的选择性三氟乙酰氧基化及后期连续的官能团转化。该方法具有底物普适性广、官能团兼容性好等优点。第三章为实验部分包含所用底物及产物的制备、表征及机理研究。