二氧化钛（TiO₂）是最具代表性的光催化材料之一，因其化学稳定性高、成本低、无毒且能在紫外光照射下产生活性氧物种（ROS）而备受关注。这些ROS（如羟基自由基·OH和超氧自由基O₂⁻）能够有效降解有机污染物、灭活微生物甚至病毒——近期研究表明TiO₂可降解SARS-CoV-2刺突蛋白。 在生物相关分子中，氨基酸是研究蛋白质降解过程的理想模型体系。其中，半胱氨酸（Cysteine） 尤为特殊，因其巯基（-SH）具有高反应活性，在生物体内的氧化还原过程、蛋白质折叠和信号传导中扮演关键角色。 然而，以往关于半胱氨酸在TiO₂上的研究几乎全部集中于金红石TiO₂(110) 表面，而锐钛矿TiO₂(101)——这一在光催化应用中更具潜力的晶面——却缺乏系统的实验研究。由于两种晶面在原子排布、氧空位形成能和电荷分离效率等方面存在显著差异，半胱氨酸在锐钛矿表面的吸附构型和光氧化行为可能截然不同。

锂金属电池因其超高能量密度（理论值>600 Wh kg⁻¹）而被视为下一代储能设备的有力候选。然而，将锂金属负极与高镍正极（如NMC811）配对使用时，电解液在高压下持续分解成为制约其循环寿命的关键瓶颈。溶剂氟化策略被广泛认为是提升氧化稳定性的有效手段，但长期以来溶剂设计仍高度依赖经验试错，氟化如何从原子层面影响氧化稳定性的机制尚不清晰。

复分解反应是有机合成中构建不饱和碳-碳键的核心策略之一，在药物分子、功能材料和聚合物科学中具有广泛应用。然而，长期以来复分解反应的研究几乎完全依赖于过渡金属催化剂（如钌、钼、钨等），且主要局限于碳-碳双键或三键之间的重组。涉及杂原子的“杂-烯”复分解反应鲜有报道，这主要是由于过渡金属催化剂对含杂原子底物的兼容性较差，以及金属杂环中间体的稳定性问题。 近年来，虽有一些关于羰基-烯烃复分解的进展，但将不饱和键重组与杂原子直接引入相结合的策略仍属空白。此外，发展无过渡金属的复分解反应是该领域面临的重大挑战，因其可避免金属残留、降低成本并拓展底物适用范围。

在分子电子学领域，如何在单分子尺度精确调控化学键的断裂与形成，是构筑高性能分子器件的重要挑战。自由基分子因其开放壳层电子结构，在电荷输运、自旋电子学以及量子输运等方面展现出独特优势。然而，大多数自由基体系稳定性较差，其在单分子器件中的应用仍然受到限制。 Captodative自由基是一类同时含有给电子基团和吸电子基团的稳定自由基。由于未成对电子能够在分子骨架上离域化，因此具有较高的热稳定性。这类自由基能够与自身发生可逆缔合，在单体自由基和闭壳层二聚体之间建立动态平衡，为开发可调控单分子电子器件提供了新的可能。

一、研究背景与问题 八元氮杂环骨架广泛存在于天然生物碱及人工合成化合物中具有蛋白激酶抑制、抗癌、麻醉受体相互作用和杀虫等多种生物活性。此类稠合多环衍生物还因其独特的三维刚性结构可用作配体、功能染料、荧光探针、半导体及光伏材料。然而，中等环尺寸的氮杂环的构建因不利的熵效应和焓应变而极具挑战性。 另一方面，功能化喹啉是最重要的氮杂环化合物之一。其中，2-烯基取代喹啉既是多功能合成中间体又具有抗疟、抗利什曼病、哮喘抑制及CysLT1拮抗等广泛药理活性。尽管已有Wittig反应、2-甲基喹啉与醛/亚胺的缩合以及喹啉N-氧化物直接乙烯化等合成策略，但开发更简洁、高效、绿色且通用的方法仍是迫切需求。在C−H键活化领域，使用自由氨基作为导向基具有独特优势：其广泛存在于廉价原料中，配位能力强，且氨基具有显著亲核性，可引发多种后偶联反应。尽管如此，烯基C(sp2)−H键的直接官能化相较于芳基C(sp2)−H键仍然是一个难题。 已有的研究借助2-烯基苯胺底物利用氨基作为自由基实现烯基C(sp2)−H键官能化但已报道的工作大多聚焦于重氮化合物或亚砜鎓叶立德作为偶联伴侣，主要生成六元或五元氮杂环骨架。将偶联伴侣从重氮化合物拓展至环丙烯酮并探索不同条件下选择性合成不同类型杂环产物正是本文致力于解决的核心问题。