过去二十年里,过渡金属催化或者促进C–H键的转化作为一种步骤简单、原子经济的方法被广泛地应用于有机复杂分子的合成中。与传统的交叉偶联相比,导向基团辅助的C–H键活化以及交叉脱氢偶联(CDC)显得更加便捷。其中8-氨基喹啉双齿导向和吡啶单齿导向的C–H键活化由于能够形成稳定环金属化合物而被广泛的研究。然而在以往报道中,大部分C–H键的官能团化需要贵金属的催化,如铑、钯、钌,而随着人们对催化剂低毒低价格的要求,第一系列过渡金属催化或者促进C–H键的活化吸引研究者更多的关注。在本论文中,我们研究了8-氨基喹啉双齿导向和吡啶单齿导向基团辅助的铜催化C–H键的直接酰氧化。主要研究内容如下:1.铜催化芳香酰胺C(sp~2)–H键的直接酰氧化反应在8-氨基喹啉双齿导向基团辅助下,我们利用铜催化芳香酰胺与芳香羧酸反应,得到了酰胺邻位C(sp~2)–H键的直接酰氧化产物。实验结果表明该方法底物适用范围广,官能团兼容性好,操作简单,且不需要额外的添加剂和配体。机理研究表明该反应不是自由基过程以及C–H键的断裂可能不是决速步骤。参考文献报道,我们提出了可能的反应机理。2.铜催化氧气氛围2-苯基吡啶衍生物C–H键的酰氧化反应在吡啶单齿导向基团辅助下,我们利用铜催化2-苯基吡啶与芳香羧酸反应,得到了2-苯基吡啶邻位C(sp~2)–H键的直接酰氧化产物。该反应只需催化量的铜,在氧气氛围下,以氯苯为溶剂,130℃下反应24 h即可得到高收率的酰氧化产物。随后,我们探讨了羧酸底物和2-苯基吡啶衍生物对反应的影响,发现该方法底物范围广,官能团容忍性好。自由基实验和动力学实验表明该反应不是自由基过程以及C–H键的断裂可能是决速步骤。最后我们提出了一个可能的机理。3.铜/季铵盐催化的脂肪族酰胺β位C(sp~3)–H键的酰氧化反应在8-氨基喹啉双齿导向基团辅助下,我们利用铜催化脂肪酰胺与芳香羧酸反应,得到了羧酸衍生物β位C(sp~3)–H键的酰氧化产物和分子内氨基化产物。实验结果表明该反应具有良好的选择性:当我们增加铜的量时,分子内氨基化产物为主要产物;当我们加入TBAB时,酰氧化产物为主要产物。随后我们探讨了羧酸和酰胺底物对该反应的影响,发现该反应底物适用性好,选择性高。最后我们做了一系列控制实验探究各物质起的作用,并给出可能的机理。