综述：过渡金属催化的N,O-双齿导向基辅助的C―H键活化

这篇综述系统阐述了过渡金属催化中N,O-双齿导向基(DG)辅助的C―H键活化策略，重点分析了其在C―O/N/S/B/C键构筑中的机理优势和应用进展。文章比较了不同N,O-双齿配体对反应区域选择性(regioselectivity)和原子经济性(atom-economy)的调控作用，为有机合成提供了高效精准的分子编辑工具。

　　

过渡金属催化C―H键活化的分子手术刀

在当代有机合成领域，过渡金属催化的C―H键直接功能化犹如一把精准的分子手术刀，能够在不破坏分子骨架的前提下实现特定位点的修饰。其中，N,O-双齿导向基(DG)辅助的策略因其卓越的定位能力和反应效率，成为近年来最受瞩目的分子编辑技术之一。

N,O-双齿导向基的独特优势

N,O-双齿导向系统通过同时提供氮和氧两个配位原子，与过渡金属形成稳定的五元或六元环状中间体。这种螯合效应显著提高了反应的选择性和产率。典型的N,O-双齿配体包括2-氨基吡啶、8-氨基喹啉等，它们能有效引导金属催化剂接近特定的C―H键，实现精确的"分子定位"。

键形成反应的多样性

C―O键构筑：在钯催化体系中，N,O-双齿配体可引导芳基C―H键与酚类化合物偶联，高效构建二芳基醚结构。铑催化剂则能实现烯丙醇的β-C―H键胺化反应，产物收率可达90%以上。

C―N键形成：铜催化下，苯甲酰胺类底物通过N-甲氧基酰胺DG的导向作用，可实现邻位C―H键的胺化反应。值得注意的是，该反应在室温下即可进行，展现出优异的官能团兼容性。

C―S/B/C键构建：钌催化剂与吡啶甲酸DG组合，可将硫代酰胺高效引入芳环特定位置。而对于C―B键的形成，铱催化体系配合pinacol boronate试剂，能实现芳烃的直接硼化反应。

机理探索与催化剂优化

研究表明，N,O-双齿DG辅助的C―H活化通常经历金属环中间体(metallacycle)的形成。配体中氮原子的孤对电子与金属中心配位，同时氧原子通过次级相互作用稳定过渡态。这种双重协同作用使反应能垒显著降低。

在催化剂选择方面，第二行过渡金属(如Pd、Rh)因其适中的反应活性和选择性成为主流。近年来，地球丰产金属(如Fe、Co、Ni)催化体系的发展为绿色合成提供了新思路。

合成应用与前景展望

该方法已成功应用于天然产物修饰和药物分子后期功能化。通过精确控制DG结构，可实现复杂分子中特定C―H键的选择性活化，为结构-活性关系研究提供有力工具。未来发展方向包括：开发可回收DG系统、探索光催化协同策略，以及拓展生物相容性反应条件。

N,O-双齿导向的C―H活化策略正逐步打破传统合成化学的局限，为分子构建提供更加精准和可持续的解决方案。随着机理认识的深入和催化体系的优化，这一技术必将在医药、材料等领域展现更广阔的应用前景。