面对资源日益短缺、环境污染严重等问题,寻找可持续利用的绿色能源刻不容缓。可见光作为一种能够从太阳不断获得的能源,其易得、绿色、丰富等特点致使它的开发和利用越来越受关注。光催化作为一种绿色催化方法,已被广泛用于化学合成。对于不能直接吸收光能的物质,借助光敏剂也能使其发生反应。通过可见光催化能实现许多不同类型的化学反应,譬如还原氨化、酰基化、卤代、烷基化等。然而,光催化反应大多需使用昂贵、后处理复杂的金属（如:钌、铱等）配合物光敏剂,潜在的危害和污染环境等缺点使它们的应用有限。因此,选择廉价、易处理的染料类光敏剂甚至不使用光敏剂显得尤为重要。烯烃是一类广泛且重要的化工原料。烯烃碳碳双键的双官能团化能够迅速增加分子的复杂性,快速构建复杂分子。在光催化反应中,碳碳双键既能作为自由基受体,又能被氧化为自由基正离子,还能被还原为自由基负离子,甚至被直接光照激发产生双自由基。加之可见光催化的C（sp²）-H官能团化反应等性质使得碳碳双键在光催化领域被广泛研究。论文第二章阐述了可见光引发的查尔酮与2,3-二甲基-1,3-丁二烯[2+2]环加成制备环丁烷衍生物。由于很多烯酮在可见光区无吸收,传统的烯酮[2+2]光环加成反应需要高能量紫外灯或高压汞灯作光源。由可见光引发的烯酮[2+2]环加成反应需要借助光敏剂,经过三线态能量转移或单电子转移途径来完成。溶剂是有机反应发生的重要媒介,但许多溶剂都有毒且污染环境,避免溶剂的使用有益于环境保护。在本论文中,我们利用查尔酮类化合物能够吸收可见光的特点,尝试在无光敏剂、无添加剂、可见光照射下,进行烯酮[2+2]环加成反应。我们选查尔酮与2,3-二甲基-1,3-丁二烯作模型反应,经筛选光源、投料比、反应时间后得最优条件。在最优条件下扩展了底物范围,以较高的区域选择性和中等至高的立体选择性得到13个环丁烷衍生物,收率最高为72%。基于机理研究和密度泛函理论（DFT）计算,我们推测反应机理如下:基态查尔酮（S₀）在可见光照射下吸收能量变为激发态单线态（S₁）,S₁经过系间窜越变为激发态三线态（T₁）,T₁再与基态二烯加成生成1,4-双自由基中间体（DR1,DR2）,最后关环得环丁烷衍生物。该章节为合成环丁烷衍生物提供了一种绿色、简便的方法。论文第三章探索了可见光催化咪唑并[1,2-a]吡啶C3位选择性酰基化合成咪唑并[1,2-a]吡啶-3-基（苯基）甲酮类物质。咪唑并[1,2-a]吡啶是许多市售药物的核心骨架,其药物活性受咪唑并[1,2-a]吡啶C3位官能团影响显著,且咪唑并[1,2-a]吡啶-3-基（苯基）甲酮是一种抗癌药和钙通道阻滞剂的结构单元。因此,探索咪唑并[1,2-a]吡啶C3的官能团化方法很有必要。我们选咪唑并[1,2-a]吡啶和硝酮为原料,Mes-Acr⁺ClO₄^-作催化剂,白光作光源,实现了咪唑并[1,2-a]吡啶选择性C3位酰基化。优化条件后,在最优条件下探究了反应的普适性,底物可扩展到18个,获得中等收率。根据控制实验、荧光淬灭实验和中间体转化等,我们提出可能的反应机理如下:光照下,Mes-Acr⁺由基态变为激发态Mes-Acr^+*,咪唑并[1,2-a]吡啶环上双键被激发态Mes-Acr^+*氧化成正离子自由基后对硝酮进行加成、脱亚硝基苯和质子,产生的苄基自由基被超氧根自由基阴离子捕获、经质子化、脱水得目标产物。这是第一例利用可见光完成咪唑并[1,2-a]吡啶C3选择性酰基化的报道,该章节为咪唑并[1,2-a]吡啶选择性C3酰基化提供了一种新颖的方法。