过去的几十年间,有机化学家们从未停止过研究和创造最有效构筑C-C键的方法。得益于反应的高效性和环境友好性,过渡金属催化的C-H键活化反应一度成为有机化学家们追捧的热点并被认为是构筑C-C键的新一代方法。自从李朝军课题组提出用两个不同C-H键直接脱氢交叉偶联(DCC)的概念之后,吸引了很多课题组的关注,陆续也有许多的成功的例子被报道出来。这些新的DCC反应方法,跟经典的过渡金属催化的偶联反应比起来,避免了金属交换步骤中产生的当量金属浪费现象,同时直接C-H键活化的底物避免了预官能团化步骤。我们课题组也在DCC反应方面做了一些研究工作。本论文研究了通过自由基机理和单电子转移步骤发生的DCC反应,主要内容如下：第一章,我们简单介绍了近年来DCC反应的研究进展。按照C-H键杂化轨道类型,重点介绍了近年来报道的sp3 C-H键和sp3C-H键、sp3 C-H键和sp2 C-H键、sp3 C-H键和spC-H键、sp3 C-H键和P(0)-H键、sp2 C-H键和P(O)-H键、spC-H键和P(O)-H键之间的DCC反应,简单介绍了sp2 C-H键和sp2 C-H键以及spC-H键和spC-H键之间的DCC反应。第二章,我们介绍了一个铜催化的简单酮和醚邻位Sp3C-H键之间的DCC反应。该反应我们使用溴化铜做金属催化剂和单电子转移试剂,叔丁基过氧化氢做自由基氧化剂,同时使用吡咯烷活化酮形成烯胺活泼中间体参与反应。该反应的优点是使用了廉价金属做催化剂,反应底物简单基本,因此具有深远应用意义。在该反应体系中,环醚,如四氢呋喃、六氢吡喃等都可以很好地和各种取代的苯乙酮发生反应,遗憾的是普通的链状醚,如乙醚等在该催化氧化体系中不能如期发生反应获得目标偶联产物。第三章介绍了一种关于烯丙位sp3 C-H键和简单醛或酮邻位sp3 C-H键之间的DCC反应。该反应使用三氟甲烷磺酸铜做催化剂,DDQ做氧化剂,可以合成一系列的γ,δ-不饱和醛酮。该DCC反应方法的优点是反应条件简单温和,底物使用范围广,原子经济性好。同时我们也提出了一个可能的自由基机理,在这个机理里三氟甲烷磺酸铜是作为路易斯酸催化剂。第四章,我们介绍了一种利用芳香醛酮苯环区sp2 C-H键和亚磷酸酯P(O)-H键之间的DCC反应合成对位甲酰基或乙酰基芳基磷酸酯的方法。该方法对环境比较友好,同时底物适用范围广,获得的偶联产物产率高,并且在偶联产物中对位选择性产物的比例非常高。该反应体系对不同官能团的容忍度也非常高,合成的一系列对位甲酰基或乙酰基芳基磷酸酯产物可以成为芳基磷酸酯衍生物的基础结构。