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碳-碳键是有机化合物中最基础的化学键。碳-碳键的断裂和重组可以快速构建有机分子的骨架,是高效合成复杂有机分子和天然产物的重要方法。由于碳-碳键在热力学上具有较高的稳定性,实现碳-碳的断裂仍面临巨大的挑战。过去几十年来,有机化学家们一直在致力于探索碳-碳键活化的方法,并取得了巨大的进展。第一章:介绍了目前碳-碳键活化的研究进展。对于张力环分子(主要是小环分子),碳-碳键的活化主要依赖于分子环张力的释放。对于非张力环分子,则需要引入导向基团与过渡金属形成稳定的金属配合物,降低反应中间体的能量。尽管取得了一定的进展,碳-碳键的活化仍面临方法单一、底物局限性大等不足,碳-碳键活化的新策略亟待提出。第二章:在过渡金属钯和TADDOL衍生的手性亚磷酰胺配体的催化下,利用分子的扭转张力,实现4,5-二甲基-9-芳基-9H-芴醇的不对称碳-碳键断裂开环反应,以高产率和优异的对映选择性合成轴手性联芳基酮化合物。反应条件温和,官能团兼容性好,通过轴手性联芳基酮化合物的衍生化展示了该方法在合成功能化合物上的应用前景。第三章:通过高价碘介导的碳-碳键断裂反应,将4,5-二甲基-9-芳基-9H-芴醇转化为螺环化合物。反应可能经历烷氧基高价碘的β-碳消除、二芳基碘的还原消除以及所得酚类中间体的去芳构化反应。该多米诺反应实现了碳-碳键的断裂和多根碳氧键的形成,以优秀的区域选择性和非对映选择性,高效地构建了螺环分子的特殊骨架。通过研究钯催化的不对称碳-碳键断裂开环反应和高价碘介导碳-碳键断裂去芳构化反应,本文不仅提供了合成联芳基轴手性分子和螺环分子的新方法,也为碳-碳键的活化提出了新的思路:通过增大分子内的扭转张力,使分子发生畸变,降低反应的活化能,促进碳-碳键断裂。