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含氟烯烃在医药、农药、材料以及有机合成中有着广泛的应用。而偕二氟烯烃由于烯烃上两个氟原子的强吸电子效应使其表现出独特的反应活性。近几年来,以偕二氟烯烃作为底物,通过C-F键的断裂或活化,来构建结构新颖多样的单氟烯烃的新反应也不断涌现。本论文以选择性断裂偕二氟烯烃其中一个C-F键为研究对象,分别与有机锌试剂、苯乙腈、频那醇联硼酸酯(B2pin2)反应,通过反应条件的筛选与优化,在温和条件下,高选择性地实现偕二氟烯烃C-F键的烷基化反应、氰基化反应、硼酯化反应,合成了三个系列含烷基、氰基、硼酸酯基的单氟烯烃。另外,我们还对唑类、酚类化合物的氰甲基化反应进行了研究。1.单氟烯烃在医药、农药领域应用广泛。在第二章中,偕二氟烯烃与烷基有机锌试剂(Me2Zn/Et2Zn)反应,在NiC12(dppp)/LiCl/Et20/rt体系中,成功实现了偕二氟烯烃其中一个C-F键的选择性烷基化,以较高收率得到16个结构新颖的(Z)-2-烷基-2-氟-苯乙烯基化合物。该反应不仅避免了 Kumada-type反应只能得到双烷基取代产物的缺点,还能选择性地得到单一的(Z)-式构型产物。2.氰基因其强极性、强吸电子性、可以作为氢键受体等特性,在药物设计合成中广为应用。在第三章中,我们以苯乙腈作为氰基化试剂,在空气中,tBuOLi作用下顺利实现偕二氟烯烃的选择性氰基化反应,以中等到较好收率得到25个含氟丙烯腈类化合物,且大部分为单一的(E)-式构型。该反应体系温和,官能团耐受性好,避免使用剧毒性的NaCN、KCN等试剂。该反应机理可能涉及苯乙腈C-H键的有氧氧化以及氰基负离子对偕二氟烯烃的加成-消除过程。为了验证所合成的含氟丙烯腈类化合物的化学转化能力,我们将含氟丙烯腈类化合物进行了进一步的衍生。其中(E)-B3m经过一步Heck-type反应可以得到抗肿瘤活性分子CC-5079的氟取代类似物(Z)-B10,初步活性测试表明,(Z)-B10对白血病K562细胞具有较好抑制作用。3.硼酸酯类化合物,由于它们优异的稳定性、反应性能和官能团容忍性,是近几年来有机合成的焦点。在第四章中,我们以B2pin2为硼酸酯来源,在CuOAc/Xantphos/tBuONa/DMF体系下成功实现偕二氟烯烃的选择性硼酯化反应,以中等到较好收率得到20个结构新颖的(Z)-含氟乙烯基硼酸酯类化合物。该反应体系对单氟烯烃同样适用,且无论单氟烯烃的构型是(E)-式还是(Z)-式,都能以较好收率得到4个(E)-苯乙烯基硼酸酯类化合物。我们推测反应机理涉及Cu-B复合物对含氟烯烃双键的插入以及Cu-F消除。将目标产物(Z)-氟乙烯基硼酸酯进行后续衍生,可得到(Z)-单氟烯烃、杂卤代烯烃,并可通过Suzuki-type反应得到结构多样的三取代单氟烯烃,化合物中的C-F键也可以进一步转化,用以构建新的C-C键与C-N键。4.氰甲基基团(-CH2CN)在天然产物与药物中广泛存在。在第五章中,我们以乙腈作为氰甲基化试剂,在NaH、全氟碘代丁烷的作用下成功实现唑类、酚类化合物的氰甲基化反应,以较高收率得到10个结构新颖的N-氰甲基化产物和10个O-氰甲基化产物。该反应体系温和,乙腈既是氰甲基化试剂又是溶剂且不需要预官能团化。根据初步的自由基抑制实验以及关键中间体ICH2CN的检测实验,我们认为反应过程涉及全氟烷基自由基的产生及自由基诱导下乙腈的C-H键活化。最后,我们对部分目标化合物进行细胞毒性测试,结果表明,D3h对Hela细胞具有较好抑制活性。