开题报告内容：（包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述，不少于2000字）
C-H键是自然界中最常见的化学键之一，C-H键活化一直是一个很热门的课题。过去十年来，C-H键活化已经越来越多的应用在天然产物的合成和药物合成中。C-H键功能化可以有效地替代经典C-C键形成反应，因为自然界中存在大量的碳氢化合物而且成本较低。C-H键官能化也降低了有毒副产物的产生，从而促进了反应领域的增长以及降低了对环境的影响。过渡金属催化构造C-H键是最为有用和强大的手段之—，例如钯，铑和钌。
钯配合物是非常有吸引力的催化剂。首先，配体导向C-H功能化在钯中心可以用来安装许多不同类型的化学键，包括碳 - 氧，碳 - 卤素，碳 - 硫和碳 - 碳键。很少有其他催化剂允许这些不同的化学键结构。第二，钯参与环金属化具有各种引导组和，不像许多其它的过渡金属，能够快速促进C-H在sp2和sp3轨道的激活 。最后，绝大多数钯催化C-H功能化反应可以在空气和水分的存在下进行，这使钯配合物的应用在有机合成中非常实用1。过去的五年来，Pd催化的配体定向C-H官能领域已经有很大的进步，未来还有许多挑战有待解决。例如，这将确定反应是否一般相对于许多不同定向基团。此外，这将是有效的展开定位基团的合成，可以在此使用的化学范围包括像醛，酮，醇，和氧杂环。
在杂原子的定向铑催化的例子的调查中，有两种不同机制的反应途径2。在一种情况下，该杂原子作为螯合剂来结合的铑催化剂，在近端点促进反应。在此情况下形成环金配合物，提供了一个良好的驱动力，诱导反应在所需的位置。在其他情况下，该杂环初步协调铑催化剂，然后形成稳定的金属 - 碳键中的近侧的位点。
简单钌催化剂，现在被认为是sp2C-H键催化活化的必需品。这些催化剂催化C-H键转变相对于其它高效金属催化剂来说比较廉价，其中一些在空气，氧化剂和水中也是稳定的。在简单氧化剂的存在下，钌可以催化氧化脱氢的交叉偶联反应。功能芳烃的烯基可以在非常温和的条件下进行，并且可以对新的双功能发展衍生物，为炔插入到C-H和N-H键中提供了新的途径。这些催化反应的区域选择性是由弱执导功能协调的，例如酮，酰胺，杂环，特别是无脱羧反应的羧酸与钌的催化剂。最近钌的催化剂获得了很大的成功，通过加入改性很简单的助催化剂或氧化剂或通过创建无卤化物钌催化剂使其具有很强的活性，可能会激发合成新的高效钌催化剂为C-H键活化3。
Scheme1. 钯铑钌催化苯环上的C-H键活化
由于贵金属资源稀少、价格昂贵，人们也在不断研究开发非贵金属或低含量贵金属催化剂，而铁作为有机合成反应的催化剂已经越来越吸引化学家们从经济、生态角度上的兴趣。现代有机合成反应在不同反应活性的金属元素基础上非常热门。然而特殊的金属元素的供应是有限的，不仅贵重稀有金属供应短缺，常见的金属很可能也会很快出现供应短缺。因此化学家共同探索有潜在催化能力的金属是个好点子。自然界中铁很多，安全而且环保使其可能成为完美的催化剂。事实上，二价铁和三价铁早已广泛用于路易斯酸的三价碳和四价碳，也能用于激活亲电基板。五价铁用于减少过氧化氢羟基自由基。大部分的化学文献认为三价铁比较稳定。催化上所用的低化合价的铁比较罕见。
铁作为催化剂目前已有了一些研究4，例如： 1. 铁催化的烷基卤化物的交叉耦合，铁-TMEDA组合是非常有效的交叉耦合反应的试剂5，反应生产所需的交叉耦合产品收益良好。其他路易斯基本添加剂显示只有边际发生反应，甚至减缓反应，所以需要通过运行程序的修改进一步改善。因此,通过慢慢引入PhMgBr的混合物和TMEDA反应(通常在20 - 60分钟),交叉耦合产品取得了良好的收益和高选择性(97%)。
Scheme2.铁催化的烷基卤化物的交叉耦合
2.铁催化碳金属化，不同的格式试剂和有机锌试剂进行加成，碳碳双键在FeCl3存在下进行预催化。在廉价的铁催化剂作用下，不同的格式试剂和有机试剂进行了C=C顺式加成，得到环丙基镁和环丙基锌，这可能会被其他亲电子质子化。此外，用三氯化铁优化三元催化体系，手性二膦和非手性二胺（TMEDA）配体不对称加成二烷基锌试剂的对映体选择性可达到92﹪(Scheme3)。
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