过渡金属催化碳氢活化是指在一定条件下,定向转化有机化合物的某一C-H键，从而实现该化合物的直接官能化;该方法可以高效地合成含化学键的富有应用价值的有机化合物。相比较传统的交叉偶联反应而言，过渡金属催化C-H活化可以直接将有机化合物中的C-H键转化为有用的官能团，不仅具有原子经济性高，反应步骤少的特点;而且还有反应条件温和高产率等优势[2]。因为这个反应的机理是基于C-H 键活化策略，在此反应合成的过程可以简化原缩短反应步骤，简化实验原料，是一种高效，节能，绿色的有机合成方法[3]。 此法不仅有原子经济性能高，反应步骤少的特点；而且还有反应条件温和高产率等巨大优势[4]。过渡金属催化 C-H 键活化和官能化构筑新的 C-C、C-N、C-O 键的研究代表了一种新的发展方向，并成为有机合成中的热门领域。在全世界提倡节能环保，绿色生产，保护环境的境况下，过渡金属催化含有导向基的碳氢活化作为一种具有巨大的原子经济的绿色化学反应，得到化学界的关注[5]。

 1.2 过渡金属催化下官能团导向的碳氢键烯基化

1955年，Murahashi[6]课题组报道了钴催化的亚胺导向的芳环邻位碳氢键烯基化反应，开创了催化量金属实现碳氢键官能团化反应的先河。随着实验研究的不断深入，更多导向基团的设计，大大丰富了碳氢键活化官能团化的反应类型以及发现了更多的金属催化剂。根据导向基团中与金属的配位数的不同，一般可将常见的导向基团分为＂单齿导向基团＂和＂双齿导向基团＂。

2011年，Glorius[7]研究小组率先将烯烃邻位基团导向的碳氢键活化策略引入1,3-丁二烯衍生物的合成中。在铑的催化下和六氟合锑酸银与当量醋酸铜的存在下，丙烯酰胺及不饱和氨基酸衍生物可以与丙烯酸酯发生直接的交叉偶联反应(表 3)。

表 3：铑催化下基于Cvinyl-H活化的不饱和氨基酸衍生物的烯烃偶联

Loh研究小组[8,9]也曾发展了邻位酰胺和酯基导向的烯烃间高效氧化偶联生成1,3-丁二烯的方法(式 1)。这是一种合成不饱和氨基酸衍生物的好方法。

             DG=amide，ester

式1：邻位酰胺和酯基导向的烯烃偶联反应

这类反应通过邻位基团导向的烯烃碳氢键活化，生成环金属过渡态，伴随另一个烯烃插入和β-消除即生成1,3-丁二烯衍生物。由于邻位导向基团的存在，该类交叉偶联反应具有较高的Z/E选择性(图 3)。

图 3：邻位官能团导向的烯烃偶联反应的机理

1.3 过渡金属催化下芳香环的烯丙基化

2013年，Glorius [10]小组报道了于过渡金属催化下选择性芳香族烯丙基化的有效方法，在Rh（III）催化下的苯甲酰胺之间的交叉偶联反应和烯丙基碳酸酯反应。该反应不仅具有比较高的立体选择性而且有不错的官能团耐受性，因为也同时具有良好的稳定性和实用性，也被运用到天然产物的合成。2014年，Ma[11]和Cramer [12]的实验小组报道了Rh（III）催化下N-甲氧基苯甲酰胺和多取代的丙二烯的烯丙基化。该方应可以以较高的收率的到产物，反应条件比较温而且对水和空气不是特别敏感。

图 4：酰胺定向基团

1.4本研究课题的意义

在这种情况下，已报道了由不同过渡金属催化的许多芳族C-H烯烃化反应，因为它们可以最大限度地减少废物的形成，功能化步骤将邻位定向基团（DGs）引入到芳环中已经有效地提高了烯化反应的区域选择性。还报道了由远离导向基团如酯，酸和胺辅助的烯基化反应，提供了相应的高效苯乙烯衍生物。 尽管有近来的这些重大进展，但反应主要局限于烯烃和金属氧化剂需要再生产生化学计量的有毒重金属废物的活性催化中间体。最近,分子氧正在成为一种理想的氧化剂，阿克曼课题组已经报道了一种新型的钌（II）催化的氧化烯基化反应，使用环境氧作为唯一的氧化剂，在温和的反应。目前，烯烃邻位基团导向的烯烃交叉偶联反应]存在的问题包括：1)导向基团的种类有限，只局限于酰胺和酯基等；2)导向官能团的化学转化性差，得到的共轭二烯很难进行进一步的化学转化，如酰胺导向基团很稳定，很难进一步化学转化。这些直接限制了偶联反应在有机合成中的应用。过渡金属催化C-H活化可以直接将有机化合物中的C-H键转化为有用的官能团，不仅具有原子经济性高，反应步骤少的特点;而且还有反应条件温和高产率等优势，在全球环境污染和能源紧缺的大前提下，过渡金属催化的有机反应以其高效、绿色、节能的反应特性，受到研究者普遍的关注，研究者在过渡金属催化方面也获得一定的成就。关于过渡金属催化的有机反应的新的反应和和新的理论也在不管的被发现和提出，所以这方面的研究还将有更大、更广泛的研究领域和发展空间。过渡金属催化C-H 键构筑新的 C-C、C-N、C-O 键的研究代表了一种新的发展方向，这个发展方向也成为有机合成中的热门领域，在农业、生物、医药、高分子科学等诸多领域也会有着比较广泛的应用。