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第七章 精细化工工艺技术管理与煤气净化设备运行维护分析

第七章 精细化工工艺技术管理与煤气净化设

备运行维护分析

第一节 过渡金属催化氧化反应研究

一、概述

C—H 键是有机化合物最基本的组成部分 . 因此，如何切断 C—H 键是有机

合成化学以及高分子合成化学等中最基本的反应之一 . C—H 键切断反应基本有
四类途径 : （1）去质子化（Deprotonation） （H ＋）； （2）氢原子攫取（Hydrogen
atom abstraction） （H•）； （3） 氢 化 物 氢 转 移（Hydride transfer） （H －）；
（4）活波的化学基团插入活化的 C—H 键（Insertion of a reactive chemical group

into anactivated C—H bond）. 但是， 传统的 C—H 键切断反应方法需要计量的催
化剂或助剂（酸、碱、氢化物或自由基引发剂等）， 反应步骤复杂， 反应残留
物和副反应多 . 因此， 近十年来有机化学工作者致力发展高效、高选择性和绿色

的过渡金属催化 C—H 键切断 / 功能团化反应 . 过渡金属催化 C—H 键切断 / 功能
团化反应包括过渡金属催化 C—H 氧化反应 . 广义的 C—H 氧化反应指在氧化剂
作用下， 发生 C—H 键切断并且功能团化的反应，而狭义的 C—H 氧化反应指 C—

H 键切断后生成 C—O 键的反应 . 然而 C—H 氧化反应一般地指在过渡金属作用
下， 氧化剂参与了 C—H 键切断过程的反应（图 1）， 包括 : （1） C—H 键在
氧化剂的作用下直接发生切断， 然后过渡金属插入形成含活化的 C—M 键中间

体； 或（2）过渡金属插入 C—H 键形成 C-M-H 中间体，氧化剂作用下形成含活
化的 C—M 键中间体， 实现 C—H 键断裂 . 然而， C—H 键的离域能很高，约为
314 ～ 523kJ/mol. 因此， 要切断不活泼的 C—H 键并不容易 . 一般地， 过渡金属

催化 C—H 键切断/功能团化反应需要加入酸或碱来促进反应； 有些不活泼的 C—
H 键需要加入氧化剂才能切断 . 因此， C—H 氧化反应一般是在中性条件下进行
的 . 值得指出的是， 有一些酸或碱促进的过渡金属催化 C—H 键切断 / 功能团化

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