卢 杰

(上海理工大学材料科学与工程学院，上海 200093)

1 C-H键官能化的挑战和机遇

人们寻求官能化的大多数烷烃包含许多不同的C-H键。多个具有不同性质的C-H键的存在导致CH键选择性官能化面临的若干挑战。挑战之一是控制位点选择性。如果系统具有足够的反应性以官能化一个C-H键，则该系统可能具有足够的反应性以官能化多个C-H键。导致在不同地点包含单一新官能基团的产品混合物。第二个挑战是实现单官能化。同样，如果系统的反应性足以官能化一个C-H键，则可能反应性足以官能化同一分子中的多个C-H键，从而导致形成包含不同数量新官能团的产物混合物。第三个挑战是由于大多数C-H键官能化产物的反应性大于起始材料的反应性。这个问题是烷烃氧化面临的最大挑战之一。因为醇比烷烃更具反应性，所以醇通常被氧化成酮或醛，并且酮或醛可以被进一步氧化成相应的酯或酸。因此，经常形成包含不同氧化态的产物的混合物[1]。第四个挑战是“未激活的C-H键”官能化的官能团对附近C-H键的影响。现有的官能团可导致相邻的C-H键变得较弱[2]或呈酸性[3]，因此比烷基C-H键更具反应性。最后，现有的官能团可以与催化剂配位，可以利用这种配位来实现位点选择性反应，但也可能使在官能团远端的C-H键上进行的反应变得困难。

C-H键官能化的理由通常被表达为进行绿色或可持续化学反应的手段。尽管几类C-H键官能化显然消除了制备两种官能化试剂的需要，但是由于铜或银的氧化剂和例如盐或酸添加剂等可以购买试剂的存在，很少有已发表的C-H键官能化反应能够达到绿色或“可持续”合成的目标。……