含氮杂环化合物广泛存在于药物分子和天然化合物中,其具有独特的结构和潜在的药用价值,因此,近年来在这类化合物中引入功能化基团的方法得到了化学工作者们的广泛关注。其中,最常见也是最直接的方法就是通过C-H键活化来实现C-C键、C-X（X=N,O,P,S等）键的偶联。本文研究了无过渡金属参与条件下,可见光诱导杂环氮氧化物邻位的烷基化反应,该反应具有条件温和、环境友好以及操作简单等特点,为合成邻位取代的喹啉和吡啶类化合物提供了一种新的合成策略。本论文的主要研究内容包括以下几个部分:第一部分:通过对含氮杂环化合物和邻苯二甲酰亚胺（NHPI）酯相关文献资料的研究,提出实验设想并设计了实验方案。首先,合成了十几种含氮杂环氮氧化物,其中包括甲基、卤素、氰基等具有不同电子效应的取代基团。接下来,还合成了十几种包含一级、二级、三级羧酸衍生物的NHPI酯。第二部分:在可见光诱导下,研究喹啉氮氧化物和吡啶氮氧化物C（sp~2）-H键活化的烷基化反应。对反应中光催化剂、溶剂、以及碱等条件进行了筛选,最终确定了最优的反应条件。第三部分:在最优反应条件下,对杂环氮氧化物和NHPI酯的普适性进行了研究,成功合成了三十几种不同的产物,且最高产率可达到98%,由此证明该反应具有较好的底物普适性。根据自由基捕捉实验和自由基钟实验,确定了该反应是可见光诱导的自由基反应。通过对机理的初步研究表明,基态光催化剂在可见光照射下被激发为激发态光催化剂,再与NHPI酯经过单电子转移（SET）过程产生烷基自由基,进而与杂环氮氧化物作用实现杂环氮氧化物邻位烷基化反应。