过渡金属催化连续氢官能化反应研究文献综述

开题报告内容：

一、课题背景

有机合成化学的重要发展方向之一是不断开发高效高选择性的合成方法，而过渡金属催化导向基团辅助的 C-H 键活化在是一种高效而直接并且单一选择性地构建新化合物的策略^[1]。作为最普遍存在的化学键之一，实现 C-H 键的转化必然会极大地丰富化学反应过程。

过渡金属催化的C-H键活化反应已经发展成为一种高效且原子经济性的有机合成手段。过渡金属催化下高效地合成了大量新的 C-C/C-X 键。在过去很长的一段时间内,这一领域的主要研究方向都集中在钯催化剂的发展和应用方面,取得了一系列非常丰硕的研究成果。然而,近年来,越来越多的研究小组将目光转向其他过渡金属,比如镍、钌、铑等^[2]。

不饱和键的氢-官能化反应一直以来都是有机化学的研究热点之一，其中不稳定碳亲核试剂参与的氢-烷基化反应是研究的难点问题。例如，炔烃^[3]、共轭二烯^[4]等重要的有机合成子，在药物、天然产物及材料领域中具有广泛的应用。对易获得的不饱和键的活化及其随后的官能团化反应的研究，一直以来也是化学家们的研究热点之一。

相较于传统的交叉偶联反应，这种 C-H 键转化的策略具有较大的优势：首先在底物上不需要进行预官能团化，其次是体现了步骤经济性与环境友好，甚至是在逆合成分析上它能引入丰富而新颖的方法去合成复杂分子骨架^[2]。

1. 要解决的问题
2. 由于现有的很多化合物的合成路线有着原子利用率低、污染废物较多、收率低等问题，过渡金属参与的C—H 活化反应为多种化合物的合成提供了一条简便的途径, 望能利用其催化的高效性, 良好的选择性和底物普适性等优点继续探索新的合成方法；
3. 提高C-H 键活化的可行性，扩大原料适用范围与基团兼容性，探索对C-H 键活化分子的官能团化、多官能团化方法的提高；
4. 阐述新的C-H活化连续官能团化的机制
5. 可行性分析

已有多个课题组在过渡金属对催化氢官能团化反应研究上取得令人瞩目的结果。

2018 年，周其林院士课题组在共轭二烯与相对惰性的碳亲核试剂的氢-烷基化反应中做出了突出的贡献，他们巧妙的利用 Ni(0) 与醇羟基氧化加成产生 Ni-H的策略，实现了烯醇/酮（单羰基化合物）与共轭二烯的氢-烷基化反应^[5]。

李朝军课题组报道了一种 Ni 催化 1,3-共轭二烯与腙的高效选择性氢-苄基化反应。该反应中腙由芳基醛/酮与水合肼原位脱水缩合生成，在 Ni 参与下同时作为不稳定碳负离子前体和氢源。对于多种类型的 1,3-共轭二烯（无论是末端二烯还是取代的内二烯），氢-苄基化反应都表现出很高的效率和选择性，同时也是一种高效构建 C(sp3-C(sp3）键的新方法，为不稳定碳亲核试剂参与的不饱和键的氢-烷基化反应提供了新的思路。对于多种类型的 1,3-共轭二烯（无论是末端二烯还是取代的内二烯），氢-苄基化反应都表现出很高的效率和选择性^[6]。

对于非共轭环己二烯的1,3双官能化反应， Yin报道了芳硼化^[7]，Zhou报道了芳胺化^[8]反应，并提出致机理为Heck型插入后，beta;-H消除，Pd-H的反式插入，形成烯丙基中间体后再次官能团的过程。