含氮有机化合物广泛存在于天然产物以及人工合成的化合物中,例如染料、农药、医药、人造树脂等,很多高生物活性的天然产物和极大一部分药物都存在含氮官能团。因此,发展高效的符合绿色化学和原子经济性的构筑碳氮键的新方法,引起了广大科学工作者的高度关注。氮自由基在许多化学和生物过程中具有重要的作用,对其研究对于揭示生物进程以及发现新的胺化反应有重要意义。然而,高活性的氮自由基物种多是在常见的自由基引发剂作用下产生,反应的选择性差,反应类型主要集中在分子内胺化反应来构建含氮杂环。因此,相对于研究比较成熟的亲核和亲电胺化反应,自由基胺化反应还远未被充分开发。最近,新颖的过渡金属稳定的氮中心自由基引起了科研工作者的关注,其相应的胺化反应也取得了一些初步的研究进展。烯烃双键的胺化双官能团化反应在高效构筑C-N键的同时,一步制备了一些通常需要多步反应才能合成的化合物。近几十年,过渡金属催化的烯烃胺化氢化、双胺化、胺化卤化、胺化碳化、胺化氧化反应得到了极大的发展。但绝大多数反应需要Pd、Ni、Au等贵金属催化剂,这些催化剂难回收,对环境污染较为严重。因此发展使用价格便宜、低毒的金属Cu催化的烯烃胺化双官能团化反应具有较高的研究价值及应用前景。基于我们前期使用N-氟代双苯磺酰亚胺(NFSI)作为高效的氧化胺化试剂实现的胺化反应的工作基础,本篇论文发展了一种新颖的使用过渡金属Cu盐作为催化剂,在温和条件下产生Cu(II)稳定的氮中心自由基的方法。并报道了首例过渡金属催化的烯烃分子间的直接胺化氰化反应,其中三甲基硅基氰与氟负离子之间的相互作用可能在反应中起着重要作用。我们首次成功地将NFSI用作自由基氮源,为发展普适性分子间胺化双官能团化反应奠定了基础,为开发新的高效自由基胺化试剂提供了新思路。含氟有机化合物由于氟原子较高的电子负性以及较小的原子半径使其具有特殊的物理、化学以及生物性质,在医药、农用化学品和聚合物工业得到了广泛地应用。基于现有的自由基氟化和自由基胺化策略,我们实现了首例金属Cu催化的苯乙烯类化合物以及1,3-烯炔类化合物分子间高区域选择性自由基胺化氟化反应,得到了与Pd做催化剂和无催化剂时区域选择性相反的产物,并通过DFT理论计算对反应机理所涉及的氮自由基对烯烃加成以及氟原子转移过程进行了验证。这也是首次成功地将NFSI既作为自由基氮源又作为自由基氟源使用,为该试剂在合成上的广泛应用奠定了基础。