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傳統的有機化學的合成策略是通過官能團化學轉化合成有用的化合物。而現在很多科學家都在想法設法的從簡單的有機化合物出發，通過惰性化學鍵活化的方法，直接實現高附加值有機化合物的合成。這樣可以大大的提高合成效率，提高反應的步驟經濟性和原子經濟性。

碳氫鍵活化有兩大難點：反應的活性和選擇性，特別是當目標C-H鍵與現有的官能團距離較遠時，要實現選擇性活化就更加的困難。為了解決這些難題尤其是選擇性，科學家們主要用導向基來解決。

余金權教授及其帶領的團隊之前已經開發出一種U形模板，利用適當的手性氨基酸來指引C-H鍵的活化的局限性，可以有選擇性的優先生成只在一側連接官能團的手性分子。

余金權和他的團隊現在正在努力地將新方法的應用延伸到其它幾大類醫藥化學化合物，如胺和醇等。（Functionalization of C(sp3)-H bonds using a transient directing group. Science, 2016, 351, 252-256）

余金權教授團隊也有采用降冰片烯作為瞬態介質，使用簡單又常見的鄰位定向取代基來實現間位選擇性碳氫鍵活化后，使用新的吡啶類配體在降冰片烯的作用下將鈀催化劑轉到間位。（Nature (2015)doi:10.1038/Nature 14214）

那么如果不用導向基，能否實現分子間的選擇性碳氫鍵活化呢？近期，來自埃默里大學化學系的Huw M. L. Davies教授就在《Nature》上報道了他們在碳氫鍵活化方面的最新突破。他們團隊使用自己發展的雙銠金屬卡賓催化劑，不用導向基，實現了高產率、高位點選擇性、高立體選擇性的碳氫鍵官能團化。（Site-selective and stereoselective functionalization of unactivated C-H bonds. Nature, DOI: 10.1038/nature17651）

這么高的選擇性是怎么產生的呢，研究人員通過計算的方法和培養單晶對Rh2[R-3,5-di(p-t-BuC6H4)TPCP]4催化劑的結構（見下圖）進行了進一步的解析，發現催化劑具有D2對稱性，使得雙銠催化劑的兩個面是一樣的，當卡賓接近銠中心的時候只能有一種方向。而大位阻的催化劑在和烷烴底物作用時，由于亞甲基兩邊位阻的不同，從而產生了一定的非對映選擇性。

看到上面這些巨牛的文章之后，對于以后我們設計合成路線多了一些思路。但在醫藥以及工農業生產中，要除去最終產品中少量或者微量的催化劑金屬并不是一件容易的事情。因此，無金屬催化的C-H鍵活化便應運而生。

Frédéric-Georges Fontaine教授課題組在《Science》上刊文，報道了他們在無金屬催化的C-H鍵活化領域的突破性進展。他們采用一種全新的Lewis酸堿對（Frustrated Lewis Pairs, FLPs）催化劑，可以實現呋喃、吡咯、富電子噻唑等芳香體系的C-H鍵活化/硼基化。

這種Lewis酸堿對催化的芳香體系C-H鍵活化/硼基化，反應條件溫和，產率良好，選擇性和過渡金屬催化互為補充，后處理簡便，無疑給C-H鍵活化領域帶來了一次新的飛躍！

要想把C-H活化弄到應用上，局限性太大了，這些反應的好多條件限制都比較多，真做成應用甚至大量的反應目前都不太可能?？萍荚谶M步，化學在發展，在這里我們有理由相信在不久的將來，通過科學家們的努力，我們就可以在日常的研發及生產過程中應用這類反應了。