芳香碳氢键的活化官能化研究进展

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1、万方数据第20卷第5期2011年9月云南民族大学学报(自然科学版)JournalofYunnanUniversityofNationalities(NaturalSciencesEdition)V01．20No．5Sep．2011doi：10．3969／j．issn．1672—8513．2011．05．002芳香碳氢键的活化官能化研究进展莫凡洋，张艳，王剑波(北京大学化学学院生物有机与分子工程教育部重点实验室，北京100871)摘要：目前已发现多种过渡金属络合物可以实现芳香C—H键的活化．例如Pd，Ru，Rh，Cu，Ni，Fe等的络合物都能够实现导向或非导向的各种芳香c

2、—H键活化官能化．对近年来过渡金属催化的芳香C—H键活化构建C—C键反应进展进行了综述．关键词：芳香；c—H键；活化；官能团化中图分类号：O643．32文献标志码：A文章编号：1672—8513(2011)05—0317—10ProgressontheAromaticC——HActivation／FunctionalizationM0Fan—yang，ZHANGYan，WANGJian．bO(KeyLaboratoryofBioorganicChemistryandMolecularEngineeringofMinistryofEducation，CollegeofCh

3、emis田，PekingUniversity，Beijing100871。China)Abstract：Aseriesoftransition—metalcomplexeshavebeenfoundtocatalyzearomaticC—Haetivation．Forin．stance，transitionmetalcomplexesofPd，Ru，Rh，Cu，NiandFecouldrealizevarlousaromaticC—Hactivations／functionalizationswithorwithoutdirectinggroups．Inthispape

4、r．progressontheC—CbondsformationthroughtransitionmetalcatalyzedaromaticC—Hactivation／functionalizationinrecentyearshasbeensummarized．Keywords：aromatic；C—Hbond；activation；functionalizationC—H键是构成有机化合物的最基本化学键之一．由于具有较高的键能，其基本特点是稳定坚固且极性很小，在没有官能团活化的情况下通常很难发生化学反应．c—c键的形成是有机合成化学的核心问题．一般形成芳香C—C键

5、的方法是从芳基卤化物或类卤化物出发，通过钯或镍催化与各种金属试剂的偶联反应来实现，如Suzuki偶联、Stille偶联、Kumada偶联、Negishi偶联以及Heck反应等等．这类反应无疑在现代有机合成中具有非常广泛的应用，但同时它们的缺点和不足也是非常明显的．这也是为什么人们一直在探索新方法，新途径来构建芳香c—c键的原因．其中通过芳香c—H键活化的途径越来越被人们所重视和深入研究．考虑芳香卤化物大多来源于芳香烃化合物，芳香C—H键活化较芳香卤化物反应具有环境友好、可操作性较强而且节省成本，符合绿色化学的特点．对于这类化学键的激活与重组，是近些年来研究的热点．目前芳

6、香C—H键的活化官能化研究相对比较成熟，基本都是应用过渡金属催化来实现这类C—H键的转化，切断C—H键形成C—M键是通常的活化途径¨以’．另外，还可以通过金属卡宾进行的芳香C—H键插入反应，以及通过自由基的过程等活化途径，但是目前这些方法只有在特定的分子环境内才能实现高效和选择性，而过渡金属催化C--H键的活化官能化已经研究比较成熟，反应可控性好而且具有普遍性．根据作用机制分类，可以分为有导向基团导向的活化和没有导向基团导向的活化．根据金属的不同，目前已发现多收稿日期：201l一02—01．基金项目：国家自然科学基金(20832002)；国家重点基础研究发展计划(200

7、9CB25300)．作者简介：莫凡洋(1982一)，男，博士，现在美国ScrippsResearchInstitute从事博士后研究．主要研究方向：有机合成与方法．通讯作者：王剑波(1962一)，男，博士，教授，博士生导师，2000年获教育部跨世纪人才基金，2002年获国家杰出青年基金，2005年被聘为教育部长江特聘教授．主要研究方向：物理有机和有机合成与方法．万方数据318云南民族大学学报(自然科学版)第20卷种过渡金属可以实现芳香C—H键的活化．例如一些较低氧化态的过渡金属能直接氧化加成到C—H键中，如Rh(I)和au(0)等；还有一