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基于C–H键活化策略的化学合成可以简化原料、缩短反应流程,实现常规方法难以制备的目标产物,是最经济、简洁、高效的合成途径之一,特别是在天然产物合成及药物合成上具有重要价值,近年来受到人们的高度关注。实现金属催化C–H键活化/官能化,往往需要选择适当的氧化剂来完成催化循环,而F+氧化剂氧化金属后,金属具有不易于还原消除形成C–F键的特点,因此非常有利于通过还原消除构建其他碳碳以及碳杂键。碳碳键的偶联反应是构建碳骨架的最基本反应,而通过两个碳氢键之间的直接交叉脱氢偶联反应,则最大程度地简化了碳氢键的预先官能化,符合原子经济性要求和绿色化学的宗旨,是最理想的构建碳碳键的方法之一。90%的药物在结构上含有至少一个氮原子,制药工业大约每六个反应就有一个涉及到碳氮键的形成,因此,发展构建碳氮键的新方法是值得有机合成工作者长期关注的重要课题。本论文发展了以钯和铜为催化剂,在F+氧化剂的作用下,C–H键官能化形成C–C键、C–N键的新方法,主要包含以下四个方面的内容。1.成功克服了常见的导向的过渡金属催化芳烃碳氢邻位定向官能化模式,实现了钯催化非乃春氮源,N-氟代苯磺酰亚胺（NFSI,既是氮源又是氧化剂）与酰胺导向的芳烃苄位的高选择性亲核胺化反应。2.发展了一种以N-氟代苯磺酰亚胺（NFSI）为氧化剂和氮源,高区域选择性烯丙基氧化胺化反应;且实现了在室温下,烯丙基苯类化合物与N-甲苯磺酰基氨基甲酸酯水相的烯丙基胺化反应。该方法能与大量官能团兼容,在为在水中进行C–H键官能化开辟了一条新的途径。3.发展了一种Cu（OTf）2和水联合催化,在Selectfluor作氧化剂的条件下,N-对甲苯基酰胺类化合物发生[5+1]环化生成苯并恶嗪类化合物的新方法。该反应通过连续活化sp3 （苄基）C–H键、sp2 （芳环） C–H键、分子内C–O键形成的方法而构筑苯并恶嗪母核结构。在反应过程中,体系中新生成的活性物种[F–Cu（III）–OH]可能对两种不同类型的C–H键活化起到关键的作用。4.实现了以铜催化的脒类衍生物与DMSO（作为一碳合成子）分子间的[5+1]环化生成喹唑啉类衍生物的反应。该反应首次实现了DMSO中甲基的活化,发展了一种通过连续C–H键活化、C–N键形成、C–S键断裂、C–C键形成,以多米诺方式构建喹唑啉类化合物的新方法。