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L/O/G/O Know the C-H activation C-H活化理论 C-H活化的意义及应用 C-H键活化存在的缺陷 2010年-2013年C-H活化反应举例 4 1 2 3 Contents C-H活化理论 C-H活化理论又称活化络合体理论或绝对反应速率理论。通常所谓 C-H 活化，指采用某种方式对相对惰性的C-H 键进行处理，使反应试剂与已活化处的 C 原子快速反应，从而得到稳定的产物，这样 C-H 键就变成 C-X 键（X通常指另一分子中的 N、O、C 等原子）。常用的处理方式有三种：（1）采用强酸、强碱、自由基引发剂等手段来移走氢原子及 C-H 键上的一个或两个电子，从而使 C-H 键得到活化。（2）使用固体金属材料与 C-H 键相互作用使之得到活化。（3）使用源于可溶性的金属盐或其配合物中的金属原子插入到 C-H 键中从而使 C-H 键得到活化。 C-H活化的意义及应用 C-H 键的活化是构筑 C-C、C-N、C-O 等化学键的有效方法，在有机合成中处于十分重要的地位。从分子水平上研究过渡金属催化 C-H 活化的反应机理，有助于我们了解催化反应历程，解释说明实验现象，揭示催化剂结构与催化活性的关系，进而为新型、高效催化剂的研发提供一定的理论指导。新世纪人类面临着资源不断枯竭，生态环境日益恶化的巨大危机。一方面，石油、天然气以及煤的主要成分是含有惰性C-H键的烷烃类化合物，而对这些宝贵的化石资源的利用，至今仍主要局限于将其燃烧而提供能源。因此， 对C-H键进行有效的活化研究，可以大幅度提高资源的利用效率。 C-H活化的意义及应用 构筑化学键 了解催化反应历程 解释说明实验现象 高效催化剂 提高资源利用率 C-H键活化 C-H键活化存在的缺陷 实现工业化的惰性烷烃C-H键的活化存在以下问题： 1）绝大多数需要在高温、高压以及强酸性的条件下进行，反应条件比较苛刻 2）需要通过多步过程才能完成，反应步骤复杂 3）转化效率不高，且通常存在选择性差的问题，得到人们所需产物的同时也会产生不必要的副产物。 4）反应活性低，产物的活性通常高于起始物 难点：C-H键键能非常高，活化非常难 选择性控制也是一个问题 …… C-H 化合物广泛存在于自然界中 C-H化合物直接用来构建物质原子经济性高 …… Huang, Zhiliang et al.; Lei, A. Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 7151-7155 Thank You! L/O/G/O