C-H键广泛存在于有机化合物中,是构成大多数有机化合物的基础,并且具有较短的键长和较高的键能。一直以来,C-H键官能团化反应都是有机化学中最重要的研究方向。由于C-H键具有较低的反应活性并且很难选择性控制反应位点,因此发展一种普遍的方法来选择性实现C-H键的官能团化反应尤其是不活泼C-H键的官能团化反应依然面临着许多挑战。C-H氧化自由基官能团反应是指在氧化剂作用下实现C-H键氧化切断后产生自由基并且实现官能团化反应,具有条件温和、高效稳定、操作简便、低毒环保以及较高的原子和成本经济性等特点。近年来,在有机合成中通过C-H氧化自由基官能团反应来构建各种化学键已经引起人们越来越多的关注,并且逐渐被证明在学术研究上和工业化生产中具有很大的应用价值。基于上述原因,本论文主要研究了基于C-H氧化自由基官能团反应的不饱和烃转化。本论文主要包括如下内容:(1)首先对近年来C-H键氧化碳自由基偶联反应研究进展进行了详细评述。主要从参与反应的四种不同底物进行综合评述,包括:烯烃参与的C-H键氧化碳自由基偶联反应、炔烃参与的C-H键氧化碳自由基偶联反应、1,n-烯炔参与的C-H键氧化碳自由基偶联反应、杂原子参与的C-H键氧化碳自由基偶联反应。(2)发展了一种铁催化烯烃氧化1,2-烷基化/芳基化反应。在氯化铁/过氧化叔丁醇的催化氧化体系中,通过烯烃的双官能团化反应,合成了一系列多种官能团化的吲哚-2-酮衍生物。该方法条件简单,收率理想,底物适应性好。(3)发现了一种铜催化炔烃的氧化自位碳烷基化反应。在金属铜的催化下,高效地引入了外来含醚骨架,通过炔烃的自位环化反应合成螺环化合物,并构建了两个新的C-C键和一个C=O键。(4)建立了一种铜催化α-胺基羰基化合物的氧化α-烷基化反应。在绿色、高效的氯化铜/过氧叔丁醇氧化体系下,从简单的α-胺基羰基化合物和醚开始,成功合成了更为复杂的α-醚化-α-胺基羰基衍生物。该反应实现了两个C(sp3)-H键的活化并且形成了一个新的C-C键。(5)提出了一种铜催化烯醚的氧化烷氧基化反应。通过巧妙的底物设计,实现了烯醚的双官能团化反应,顺利地构建了氨基酸衍生物。同时,用α-胺基羰基化合物作为反应的烷基源,用过氧化物作为反应的烷氧基源。该反应具有极高的选择性和良好的底物适应性。有机过氧化物在反应中,既作为反应的氧化剂,又作为反应底物,极大的丰富了有机过氧化物在有机化学中的用途。(6)实现了一种烯烃、醛及过氧化物的氧化偶联反应。通过氧化条件下的自由基反应,成功实现了碱促进的烯烃双官能团化反应,一步法选择性合成2,3-环氧酮类衍生物。该方法条件温和,产物具有重要应用价值。通过该偶联反应,一步构建了两个C-O键和一个C-C键。