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烯烃是一类重要的石油化工及煤化工大宗化学品,在医药、材料、日化等国民支柱产业具有广泛的应用,极大地丰富了人民的物质生活水平。烯烃作为新物质创造的重要物质基础,如何高效转化与利用烯烃始终是化学家密切关注的热点。其中,钯催化选择性地高效合成烯丙基取代化合物在钯催化烯烃的高效转化领域占据着举足轻重的地位。毫无疑问,Tsuji-Trost反应代表了最经典的烯丙基官能团化反应,在活性生物骨架分子的合成、医药中间体的开发中被广泛应用。近十年来,基于烯烃的烯丙基碳氢键的活化策略合成烯丙基取代化合物,由于其反应的步骤经济性以及合成的原子经济性,化学家们对此进行了大量的研究并取得了显著的进展。烯丙基碳氢键氧化官能团化反应已成为构建碳碳键及碳杂键的又一重要手段。基于此,本论文在综述了前人关于钯催化烯丙基官能团化反应的基础上,研究了以简单烯烃为原料的高催化效率、高选择性、高原子经济性的烯丙基碳氢键氧化官能团化新反应,合成了一系列不同类型的烯丙基取代化合物。具体的研究内容如下:第二章研究了钯催化烯烃与醇或者酚类化合物的烯丙基碳氢键有氧氧基化反应构建烯丙基醚类衍生物。在氧气为绿色氧化剂,醋酸钯为催化剂,可以实现钯催化的烯丙基芳烃与醇或酚的有氧氧化偶联,以高区域选择性、原子经济性、步骤经济性地合成烯丙基醚类衍生物。第三章研究了钯催化烯烃与水的选择性有氧氧化反应,高效地构建了一系列α,β-不饱和醛以及烯丙醇类衍生物。该反应只需要使用绿色氧化剂氧气即可实现催化循环。反应具有高原子经济性以及步骤经济性等特点。通过对反应条件的调控,实现了反应的化学选择性控制,得到α,β-不饱和醛以及烯丙醇两种不同类型的产物。第四章研究了钯催化烯烃与水以及苯胺三组分的有氧氧化串联环化反应,构建了一系列结构丰富的2-芳基喹啉衍生物。该反应还具有原料简单易得、底物普适性好、官能团容忍度高等优点。该反应可能经历的是烯丙基碳氢键氧基化串联环化的历程,一步构建了碳碳双键及碳氮双键。第五章研究了钯催化烯烃与偕二硼烷烃的氧化偶联反应,实现了烯丙基碳氢键的硼甲基化,构建了一系列高烯丙基硼酯衍生物。该反应具有反应条件温和、操作简单、无需对底物进行预活化等优点。同时,该反应具有优异的区域选择性单一的得到了(E)-高烯丙基硼酯类衍生物。第六章研究了首例钯催化烯烃与二甲亚砜叶立德的氧化烯基化反应构建共轭二烯酮类化合物。该反应具有高区域选择性以及高立体选择性等特点。该反应有效地对Wittig烯基化反应以及Aldol缩合反应合成查尔酮类化合物进行了补充。同时,进一步拓宽了二甲亚叶立德在有机合成化学的应用范围。第七章研究了DDQ介导的烯烃与硫酚的脱氢氧化偶联反应,高效地构建了一系列结构多样的烯丙基硫醚类衍生物。机理验证实验表明该反应的活性中间体为烯丙基碳正离子中间体。此外该反应还具有原料简单易得、无需加入金属催化剂以及优异的区域选择性等特点。为有机含硫化合物的合成提供了新途径。