化学反应的本质是旧的化学键的断裂和新的化学问的形成，能够高活性、选择性地实现化学键的断裂与合成是化学家长期以来孜孜不断的追求。近些年来，惰性化学键活化由于其在基础研究和工业应用等领域的重要性，越来越受到人们关注。　　 碳氧键是自然界中最常见的化学键类型之一，广泛存在于常见有机物中。近些年来关于碳氧键活化断裂的研究集中在对一些张力环醚、烯丙醇衍生物、羧酸衍生物以及磺酸酯等活泼底物上。含有C-O键的醇、酚、醚、酯等化合物多数价格便宜、环境友好、易于大量制备，是化学工业理想的原料，然而其C-O键却通常在化学反应中保持惰性。由于C-O键较大的键能以及氧原子所连两个化学键反应选择性问题，C-O键的活化成为惰性化学键的活化反应中的一个巨大的挑战。　　 在总结了惰性键活化的经验之后，我们注意到Ni络合物和格氏试剂的组合可以有效的实现惰性化学键的活化。Ni催化剂在惰性化学键活化方面有着特别好的活性，格氏试剂良好的反应性有利于生成低价活性催化剂和实现进一步的转金属。经过条件筛选，MeMgBr可以在Ni催化剂作用下直接实现对芳基C-F键和C-O的键甲基化反应，并且对不同类型的C-O键具有良好的化学选择性。进一步的研究实现了Ni催化的MeMgBr对苄基醚sp3C-O键选择性的甲基化反应。　　 MeMgBr的应用极大地降低了甲基化反应的官能团兼容性和底物适用性。我们进一步尝试活性较弱的有机金属试剂对C-O键的活化官能化反应。通过EtMgBr和芳基环氧硼烷的结合，我们实现了Ni催化的芳基醚C-O键的芳基化反应。对机理的初步研究表明，反应的过程中很可能经历了EtMgBr辅助芳基硼试剂的转金属过程。　　 在进一步尝试在温和的条件下萘甲醚的芳基化反应的过程中，我们发现无水磷酸钾可以有效地实现2-萘甲醚的芳基化反应。同样条件下，乙酸-2-萘酯也可以顺利的参与反应，并以高产率、高选择性得到萘基C-O键断裂芳基化的产物。进一步的研究表明反应对各种官能团具有良好的兼容性，然而苯基乙酸酯在同样的条件下主要发生副反应，得到水解的产物。当选用位阻更大的新戊酸苯酯作为反应物的时候，水解反应可以很好地被抑制，顺利得到新戊酸苯酯苯基C-O键芳基化的产物。这一工作第一次实现了芳基羧酸酯C-O键选择性断裂芳基化，为交叉偶联反应提供了一类全新的、廉价易得的反应底物。　　 有机物的氧化反应在能源、化工以及生命体系中都发挥着重要的作用。考虑到传统氧化剂在经济、效率以及可持续发展方面的弊端，过渡金属催化的氧气直接对有机物的氧化反应得到了广泛重视和迅速的发展。通常认为金价格昂贵、化学性质稳定，因此在相当长的时间关于金的化学反应研究较少。近些年来，金纳米颗粒催化反应的发展掀起了金化学研究的高潮，然而均相的金催化的氧化反应研究相对较为滞后。通过选择双亚胺负离子配体，我们实现了金络合物催化的氧气对醇的直接氧化反应。进一步通过选用Neoeuprione配体，我们成功地实现了在水相中金络合物催化的氧气对醇的直接氧化反应。在同样的条件下，当选用过氧叔丁醇作为氧化剂时，烯烃的碳碳双键可以氧化断裂生成相应醛酮。总之，我们发展了一系列新颖有效的金催化的氧化反应，这些反应无论是对金化学还是对氧气作为氧化剂的氧化反应都是非常有益的尝试。