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1.2过度金属和碳氢活化的联系
1.2.1过渡金属与有机合成
有机合成作为工业生产的主要途径，碳碳键构建时有机合成化学的重要研究内容[1]，它主要是C-C键的形成和官能团之间的替换反应。随着科技的进步与时代的发展，以碳氢键活化为反应起点的有机合成反应被更多的用于天然药品的合成和工业原材料的生产中，而且金属参与的碳氢活化反应也成为了各大研究人员的研究热点。现今，各种过渡金属催化的反应越来越多，有的是在传统反应上做了技术的改进，有的是从无数次实验中所探索出来的。在如今绿色化学理念的倡导下，通过过渡金属催化碳氢活化反应变成了今年来有机合成领域的热点。
1.2.2过渡金属催化碳氢活化反应的历史进程和研究现状
碳氢活化反应最早可以追溯到十九世纪末，如Fenton试剂，汞盐。但二十世纪六十年代才真正实现了过渡金属催化的碳氢活化反应。
低价金属对烷烃芳烃活化的繁荣时期是二十世纪八十年代，这些反应由氧化加成形成烷基、芳基金属衍生物或烯烃衍生物。而相对于低价金属催化碳氢活化反应，只有少量的高价金属催化碳氢活化反应被实现。
二十世纪九十年代，对于过渡金属催化的碳氢活化反应的研究强度逐渐从低价金属转移到高价金属的催化。
现今，各种新的研究成果和机理被实现与采用，下面是对过渡金属催化的碳氢活化反应的介绍。
碳氢活化反应是定向地断裂和生成C-X键的过程，它不仅能在分子间进行，还可以在分子内进行。分子内的碳氢活化反应的原理是反应位置自由度被体系所限制，使反应具有了区域选择性；而分子间的碳氢活化反应的原理是催化剂促使C-H键反应的同时，使得体系具有了更大的自由度，从而使得分子间碳氢活化反应具有了更大的挑战性。影响分子间碳氢活化反应区域选择性的主要原因是官能团化的芳环的导向基团和电性。所以，碳氢活化反应可以被分为分子间和分子内两大类，其中分子间碳氢活化反应又被分为诱导碳氢活化反应和非诱导直接碳氢活化反应[2]。
1.3 过渡金属参与的催化碳氢活化反应
1.3.1 铑催化的碳氢活化反应
近年来，由于老催化剂在碳氢活化反应中形成C-C键中具有良好的官能团耐受性和广泛的合成应用性，所以其一直是有机合成的研究热点。
（1）钌催化的碳氢活化反应：钌催化剂已被广泛用于导向性的碳氢活化和氢化芳化反应中，而且钌的价格比铑相对要低，具有良好的应用前景。
（2）钯催化的碳氢活化反应：钯催化的环化反应研究最为广泛和深入[2]，应用比铑和钌更加广泛。
（3）锰催化的碳氢活化反应：锰在地壳元素含量排名第十二位，并且能提炼出950g/ton。锰催化剂也已经被广泛的运用在有机合成反应中。
（4）铁催化的碳氢活化反应：铁在地壳中的含量为56300g/ton，丰富度在地壳中排名第四。铁在氧化还原反应中扮演了关键的角色，并且符合现在绿色化学的理念，是环境友好生物过程的必要元素。
（5）钴催化的碳氢活化反应：钴在地壳中的含量为25g/ton，排名第三十位。钴催化在交叉偶联，多组分环加成，烯烃的聚合等反应中应用广泛。
（6）铜催化的碳氢活化反应：铜在地壳中丰富度排名第二十六位，含量为60g/ton。铜催化剂在各种环加成反应和亲核加成中广泛应用。
（7）镍催化的碳氢活化反应：镍在地壳中的丰富度排名二十三位，含量为84g/ton。镍催化剂被广泛用于环加成和环异构作用中。
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