碳碳键构建的新方法：醛酮经由腙的交叉偶联
过渡金属催化的交叉偶联反应经过几十年的发展，已经建立起了一系列高效的碳碳键构建方法，例如Heck反应，Suzuki-Miyaura偶联，Negishi偶联，Stille偶联，Sonogashira偶联等。这些方法学在药物合成，化学生物学，以及材料科学等领域发挥重要作用。然而该领域仍然存在许多挑战和机遇，包括如何进一步提高反应的效率、选择性和原子经济性，以及拓展反应的普适性等。时至今日，过渡金属催化的交叉偶联反应依然是有机合成化学中非常活跃的部分，其研究的重点之一是将过渡金属催化和自由基化学、卡宾化学、电化学、光化学等领域相结合，进一步拓展偶联组分以及反应模式的范畴。
醛酮等羰基化合物作为最基本的化合物在有机合成中扮演着非常重要的角色。醛酮丰富的反应活性主要来源于羰基碳的亲电性和α-氢的酸性。例如，有机合成中应用非常广泛的反应，包括格式试剂加成反应、魏悌息反应、羟醛缩合反应和α-碳氢键烷基化、芳基化反应等等，都与醛酮的这些性质相关。如果将醛酮转化为相应的三氟甲磺酸烯醇酯（-OTf），则其可以作为烯基亲电试剂在过渡金属催化下参与偶联反应。这是一类已发展完善的间接利用醛酮作为偶联组分的方法。此外，通过将醛酮与对甲苯磺酰肼（TsNHNH2）简单缩合得到的对甲苯磺酰腙（=NNHTs），也是一类非常重要的合成子，其可以经由Shapiro反应和Bamford-Stevens反应得到官能团化的烯烃。特别是Shapiro反应可以将酮转化为烯基亲核试剂来参与反应，这一特殊的转化模式在有机合成中得到了很多应用，例如，该反应是紫杉醇全合成中的关键步骤之一。
由于醛酮化合物的广泛存在及其在有机分子的转化中不可替代的作用，进一步发展基于醛酮化合物的新的转化模式是重要的科学问题。近年来，人们发现对甲苯磺酰腙可以在过渡金属催化下经由重氮化合物中间体参与偶联反应，其基本过程包括原位生成重氮化合物、金属卡宾的形成和金属卡宾的转移插入。这一类基于金属卡宾过程的偶联反应的发展使得醛酮可以作为偶联组分参与交叉偶联反应，极大地拓展了醛酮化合物在有机合成中的应用。合成与组装化学研究部的王剑波课题组在过去的十多年里在该领域开展系统工作，发展了一系列以醛酮为起始物经由腙的交叉偶联反应。最近，他们受《Journal of the American Chemical Society》主编邀请撰写Perspective论文，归纳总结并展望醛酮经由对甲苯磺酰腙参与的过渡金属催化卡宾偶联反应的发展。
该Perspective论文根据醛酮偶联反应中新形成碳碳键的种类，将这些转化大致分为四类：a) 醛酮作为烯基偶联组分，在羰基碳上形成碳碳单键得到多取代烯烃；b) 醛酮的羰基碳氧双键生成碳碳双键或联烯、烯酮、烯酮亚胺等累积双键；c) 醛酮作为烷基偶联组分，形成碳碳单键得到烷基化的偶联产物；d) 醛酮作为双亲试剂，在羰基碳原子上同时形成两根碳碳单键。在介绍了这四类反应的最新进展后，该综述又分别对其进行了系统的总结和展望，指出了该领域还存在的问题以及可能的发展方向，对醛酮化合物在有机合成中的应用以及金属卡宾交叉偶联领域的发展都具有重要的指导意义。
