过渡金属催化反应是合成天然有机分子以及各类药物分子非常有效的合成方法之一，也是有机合成化学中的一个重要研究领域。其中过渡金属催化的C–H键活化/官能化符合绿色化学核心内容“原子经济性”的要求而表现出卓越的竞争力；与此同时C–H键活化/官能化可以给传统有机合成的逆合成分析策略提供新的思路，是近年来有机方法学研究的热点内容。胺类化合物在具有生物活性的天然产物及人工合成的化合物中随处可见，90%的药物含有至少一个氮原子，制药工业中大约每六个反应就有一个涉及到碳氮键的形成。因此，发展符合绿色化学和原子经济性要求的直接将碳氢键转化成碳氮键的合成方法不仅是有机合成方法学的重要研究方向，对制药等产业也具有重要意义。苄胺是许多药物的重要结构单元，但从合成角度上看，苄胺很难从简单原料出发直接获得。苄基碳氢直接胺化反应的快速发展得益于金属乃春的发现，相对于高活性的自由乃春，利用金属稳定的乃春做氮源，其胺化反应的选择性大大提高。在这类反应中，电子因素决定了苄基仲碳大于伯碳的选择性。因此，实现甲苯衍生物高选择性苄甲基的胺化反应，特别是实现苄基伯碳大于仲碳的选择性胺化是一个极富挑战性的理论研究课题，也是直接涉及甲苯和二甲苯等最基本的化工原料开发、利用的重要应用课题。针对这一课题，我们在对反应活性和选择性的内在联系进行细致分析并在我们前期实现的芳烃碳氢直接胺化反应的基础上，通过选择大体积、反应活性适中的氮源—N-氟代苯磺酰亚胺（NFSI）以及廉价的铜催化剂，实现了苄基伯碳大于仲碳的选择性胺化，发展了高效的甲苯衍生物苄基C–H直接胺化反应，并首次实现了二甲苯、三甲苯等多甲基苯的双胺化，为高效、高选择性C–H直接胺化开辟了一条新途径。在以上甲苯衍生物C(sp~3)–H键高选择性胺化反应的基础上，本论文还实现了钯催化甲基酮α-C(sp~3)–H键与N-氟代苯磺酰亚胺的首例高效胺化反应，并将其成功拓展到了丙酮的直接胺化反应。