传统的有机化学的合成策略是通过官能团化学转化合成有用的化合物。而现在很多科学家都在想法设法的从简单的有机化合物出发，通过惰性化学键活化的方法，直接实现高附加值有机化合物的合成。这样可以大大的提高合成效率，提高反应的步骤经济性和原子经济性。

碳氢键活化有两大难点：反应的活性和选择性，特别是当目标C-H键与现有的官能团距离较远时，要实现选择性活化就更加的困难。为了解决这些难题尤其是选择性，科学家们主要用导向基来解决。

余金权教授及其带领的团队之前已经开发出一种U形模板，利用适当的手性氨基酸来指引C-H键的活化的局限性，可以有选择性的优先生成只在一侧连接官能团的手性分子。

余金权和他的团队现在正在努力地将新方法的应用延伸到其它几大类医药化学化合物，如胺和醇等。（Functionalization of C(sp3)-H bonds using a transient directing group. Science, 2016, 351, 252-256）

余金权教授团队也有采用降冰片烯作为瞬态介质，使用简单又常见的邻位定向取代基来实现间位选择性碳氢键活化后，使用新的吡啶类配体在降冰片烯的作用下将钯催化剂转到间位。（Nature (2015)doi:10.1038/Nature 14214）

那么如果不用导向基，能否实现分子间的选择性碳氢键活化呢？近期，来自埃默里大学化学系的Huw M. L. Davies教授就在《Nature》上报道了他们在碳氢键活化方面的最新突破。他们团队使用自己发展的双铑金属卡宾催化剂，不用导向基，实现了高产率、高位点选择性、高立体选择性的碳氢键官能团化。（Site-selective and stereoselective functionalization of unactivated C-H bonds. Nature, DOI: 10.1038/nature17651）

这么高的选择性是怎么产生的呢，研究人员通过计算的方法和培养单晶对Rh2[R-3,5-di(p-t-BuC6H4)TPCP]4催化剂的结构（见下图）进行了进一步的解析，发现催化剂具有D2对称性，使得双铑催化剂的两个面是一样的，当卡宾接近铑中心的时候只能有一种方向。而大位阻的催化剂在和烷烃底物作用时，由于亚甲基两边位阻的不同，从而产生了一定的非对映选择性。

看到上面这些巨牛的文章之后，对于以后我们设计合成路线多了一些思路。但在医药以及工农业生产中，要除去最终产品中少量或者微量的催化剂金属并不是一件容易的事情。因此，无金属催化的C-H键活化便应运而生。

Frédéric-Georges Fontaine教授课题组在《Science》上刊文，报道了他们在无金属催化的C-H键活化领域的突破性进展。他们采用一种全新的Lewis酸碱对（Frustrated Lewis Pairs, FLPs）催化剂，可以实现呋喃、吡咯、富电子噻唑等芳香体系的C-H键活化/硼基化。

这种Lewis酸碱对催化的芳香体系C-H键活化/硼基化，反应条件温和，产率良好，选择性和过渡金属催化互为补充，后处理简便，无疑给C-H键活化领域带来了一次新的飞跃！

要想把C-H活化弄到应用上，局限性太大了，这些反应的好多条件限制都比较多，真做成应用甚至大量的反应目前都不太可能。科技在进步，化学在发展，在这里我们有理由相信在不久的将来，通过科学家们的努力，我们就可以在日常的研发及生产过程中应用这类反应了。