三氟甲基(CF3)中C-F键十分稳定,将其引入到有机化合物(C-CF3)中是调变化合物物理和化学特性的重要手段之一。从合成化学角度,采用更为简单、高效且绿色的技术途径实现三氟甲基化合物的可控设计是当今有机氟化学的研究热点之一。含有高价锰元素的化合物常被用作氧化剂或助催化剂参与反应,而将其单独作为催化剂用以推动有机合成反应如三氟甲基化反应的却鲜有报道。基于此,本文以不同化学形态的锰化合物为催化剂或促进剂,以三氟甲基亚磺酸钠为氟源,针对惰性芳烃及杂环化合物进行三氟甲基化的系统研究。通过论文研究获得如下主要结论:(1)在低温50℃有氧条件下,以MnO2为催化剂无需任何助剂情况下能高效实现CF3SO2Na催化氧化至三氟甲基自由基与S2O42-,进而推动三氟甲基化合物的最终形成,MnO2与S2O42-的后续反应促进反应平衡正向进行但同步致其部分损耗为MnSO4;该“催化”氧化体系对含吸电子基团和推电子基团的芳烃与含N,S的杂环化合物均表现出良好的基团耐受性,取代基给电子能力越强,其对应产物产率越高。(2)三氟甲基自由基的成功捕获,证实该催化体系遵循自由基反应机制,三氟甲基自由基进攻富电子芳烃及杂环化合物的亲电取代历程是三氟甲基化目标产物形成的根本化学途径。(3)不同于Mn02为“催化剂”的体系,MnSO4·H2O及MnCl2·4H20催化氧化CF3SO2Na至三氟甲基自由基和SO42-无机盐。(4)利用二氧化锰的催化特性,虽不能直接有效促进羰基化反应进程,但是可于常温下有效催化氧化酚至醌,成功实现了羰基化反应中醌现实意义上的循环再生。本论文的主要特色和创新之处在于:首次构建了以MnO2为“催化剂”,以三氟甲基亚磺酸钠为氟源的三氟甲基化反应新体系,确证并揭示了 MnO2化学形态变化下三氟甲基自由基形成的一类新机制;以一氧化碳为羰基源碱促进的羰基化反应中,醌的氧化脱氢作用可有效提升羰基化反应的转化效率。