烯烃复分解反应
浅析“烯烃复分解反应”
种．
ＣＨ ３
５ ． 若由 Ｃ Ｈ。 一 Ｃ（ ＣＨ。 ） 。制 Ｃ Ｈ ￣Ｃ ＨＣ １， 则应 选用 的
金 属 卡 宾 为
解析：
（ 先进行“ 烯烃复分解反应” 后酯化也 可以 ， 有 机 物 结 构 用
箭 线 式 或结 构 式 都 可 以 ． ） 烯 烃 复 分 解 反 应 是 非 常 有 用 的化 学 反 应 ， 在 天 然 反 应 的
有机化合物．
解析 ： １ ． Ｃ４ ６ Ｈ６ Ｒｕ Ｐ Ｎ２ ＣＩ ２
‘
（ 填“ 能”
２ ． ｃ Ｈ 。 － Ｃ Ｃ Ｈ ｃ Ｈ Ｃ （ Ｃ Ｏ Ｏ Ｈ ） ｃ Ｈ ｃ — ｃ Ｈ 垄 孳
ｌ △
２ ． 产 物 中 所 有 碳 原 子 都 在 同 一 平 面 的烯 烃 的 结 构 简 式
（ Ｒ ｉ ｃ ｈ ａ ｒ ｄ Ｒ． Ｓ ｃ ｈ ｒ ｏ ｃ ｈ ） 、 罗 伯 特 ・格 拉 布 （ Ｒ ｏ ｂ ｅ ｒ ｔ Ｈ． Ｇｒ ｕ ｂ ｂ ｓ ） ， 以 表 彰 他们 在烯 烃 复 分 解 反 应 研 究 方 面 做 出 的 贡 献 ． 复分 解 反应 就 是 两种 化合 物相 交换 成 分 生 成 另 外 两 种 化
／＼ 已知 ： 环 已烷 的结 构 可 用 『 ｌ 表示．
ＣＨ ｚ — ＣＨＣＨ ３ ＋ Ｍ— ＣＨ， ＋
＼／
１ ． 上 述 Ｇｒ ｕ ｂ ｂ ｓ 催 化 剂 的分 子式 为 ．
ＣＨ ＣＨ— ＣＨＣＨ
Ｒ— — Ｍ— ＣＨ，
— — — — — —
即 ２ ＣＨ２ ￣ ＣＨＣＨ。
由上 述 反 应 可 知 ： １ ．不 能 ２ ． Ｃ Ｈ。 一Ｃ Ｈ ２ （ Ｃ Ｈ ３ ） ２ Ｃ —Ｃ （ Ｃ Ｈ ） ２
烯烃复分解反应
RCM的研究进展
RCM 早期的发展 W 系催化剂
WCl6+Me4Sn 低收率
适用含S,Si,P,Sn底物,二烯丙基 成五元环反应 不适用双键二取代和烯丙基位 有取代基底物
适用5,6元环的合成
+ PbEt4
缺点:需要高温完成从5 到卡宾中间体的转变,
Fu,G.C. J.Am.Chem.Soc.1993,115,3800 Barrett,A.G. Chem. Commun.1996,2231
RCM的研究进展
Schrock 催化剂的应用 氮杂环的合成
适用于三级胺和酰胺, 二级胺稍差
不适用于一级胺和, 或,不饱和胺
含高取代双键的底物 反应可进行
RCM的研究进展
Grubbs催化剂的应用 药物合成
Biswas,K. J.Am.Chem.Soc, 2002,124,9825
RCM的研究进展
固载型催化剂
目的: 保持匀相催化剂 的高活性,高选择性;易 于分离;循环使用;产物 含低金属离子和污染物 浓度
方法: 表面金属有机化 学(Surface organometallic chenistry,SOMC)
耐hedron lett. 1980,21,1715; Couturier,J.L. Angew.Chem.Int.Ed.1992,31,268;Nugent,W.A.J.Am.Chem.Soc.1995,117,8992
RCM的研究进展
Schrock 催化剂
优点: 对广泛的底物有较高的活性, 底物双键可以单,二和三取代,产物 可以是二,三和四取代 缺点: 对空气,H2O,合溶剂中的痕 量杂质敏感,不易储存
末端烯烃的交叉复分解反应
末端烯烃的交叉复分解反应引言末端烯烃是一类具有特殊化学性质的烯烃化合物，其分子结构中存在一个或多个双键位于分子末端位置。
末端烯烃具有较高的反应活性，因此在有机合成领域有着广泛的应用。
其中，末端烯烃的交叉复分解反应是一种重要的转化方式，本文将对该反应进行详细介绍。
一、末端烯烃的特性末端烯烃是一类具有高度不饱和性质的化合物，其分子结构中的双键位于分子末端位置。
由于双键的存在，末端烯烃具有较高的反应活性，易于发生各种化学反应。
此外，末端烯烃还具有较高的热稳定性和化学稳定性，使其在高温条件下也能保持一定的反应活性。
二、末端烯烃的交叉复分解反应原理末端烯烃的交叉复分解反应是指两个或多个不同的末端烯烃在适当的反应条件下发生反应，生成新的化合物。
该反应可以通过热解、催化等方式进行。
在反应过程中，两个末端烯烃的分子结构发生断裂和重组，从而生成交叉复分解产物。
三、末端烯烃的交叉复分解反应机理末端烯烃的交叉复分解反应机理复杂多样，具体反应路径取决于反应条件、催化剂等因素。
一种常见的机理是通过热解反应进行。
在高温条件下，末端烯烃分子中的双键发生断裂，生成自由基中间体。
这些自由基中间体随后与另一个末端烯烃发生反应，形成交叉复分解产物。
四、末端烯烃的交叉复分解反应条件末端烯烃的交叉复分解反应通常在高温下进行，温度范围可以在200-500摄氏度之间。
此外，反应还需要适当的反应时间和催化剂的存在。
一些金属催化剂，如钯、铂等，可以提高反应速率和产物选择性。
五、末端烯烃的交叉复分解反应应用末端烯烃的交叉复分解反应在有机合成领域有着广泛的应用。
通过该反应，可以有效地合成具有复杂结构的有机化合物。
此外，交叉复分解反应还可以用于制备高分子材料、功能材料等。
六、末端烯烃的交叉复分解反应的优势与挑战末端烯烃的交叉复分解反应具有一定的优势，例如反应条件温和、反应产物多样性等。
然而，该反应的选择性和产率仍然存在一定的挑战，需要通过合适的催化剂和反应条件进行优化。
复分解反应
金属卡宾络合物催化的烯烃复分解反应化学键的断裂与形成是化学研究领域中最基本的问题,研究碳-碳键的断裂与形成规律是有机化学中需要解决的核心问题之一,碳-碳双键和三键的键能与碳-碳单键相比要高得多,因此要切断前者并使其按照希望的方式重新结合,则需要更高的能量,所以寻找适当的催化剂实现上述转化,成为化学家近半个世纪的挑战课题.烯烃复分解反应,是指在金属催化下的碳-碳重键的切断并从新结合的过程,按照反映过程中分子骨架的变化,可以分为五种情况:开环复分解、开环复分解聚合、非环二烯复分解聚合、关环复分解以及交叉复分解反应。
由此可以看出，烯烃复分解反映在高分子材料化学、有机合成化学等方面具有重要意义。
根据美国《科学观察》所列举的化学领域的最热门课题，钌（Ru，一种稀有元素）金属络合物催化的烯烃复分解反应，在2001年一直成为化学研究领域中关注的热点。
1.历史回顾关于金属催化的烯烃分子的切断与重组，即烯烃复分解反应的研究，可以追溯到20世纪50年代中期。
在以后的20多年里，所发展的催化剂均为多组催化剂，如MoO3/SiO2，Re2O7/Al2O3,WCl6/Bu4Sn等。
但是，由于这些催化体系通常需要苛刻的反应条件和很强的路易斯酸性条件，使得反应对底物容许的功能基团有很大的限制。
这些问题促使人们去进一步认识和理解反映进行的机制。
20世纪70年代初期，Chauvin 提出的烯烃与金属卡宾通过[2+2]环加成形成金属杂环丁烷中间体的互相转化过程,是目前被广泛认同的机制.在试图合成金属杂环丁烷化合物的过程中,导致了在20世纪70年代末、80年代初的烯烃复分解反应单组分均相催化剂的发现,如钨和钼的卡宾络合物,特别是Schrock催化剂用于催化烯烃的复分解反映,都取得了比以往的催化体系更容易引发、更高的反应活性和更温和的反应条件,更重要的是单组分催化剂的发现使得人们深入地研究催化剂的结构-性能关系成为可能,从而为发现新一代的、性能更优秀的催化剂奠定了基础.2.第一代Grubbs催化剂的发现与应用20世纪90年代以前的催化剂,以过渡金属(如钛、钨、钼等)卡宾洛合物为主,尽管取得了一些成功,但这些催化剂大都对氧和水非常敏感,对含有羰基和羟基的底物也不适用,这样就限制了他们的广泛应用.一个突破性的进展是1992年美国加州理工学院的Robert Grubbs发现了钌卡宾洛合物,并成功应用于降冰片烯的开环聚合反应,克服了其他催化剂对功能基团容许范围小的缺点,该催化剂不但对空气稳定,甚至在水、醇或酸的存在下,仍然可以保持催化活性.在此基础上,于1996年Grubbs对原催化剂作了改进,该催化剂不但具有比原催化剂更高的活性和相似的稳定性,而且更容易合成,成为应用最为广泛的烯烃复分解催化剂.由于Grubbs催化剂的诞生,使得过去许多有机合成化学家束手无策的复杂分子的合成变得轻而易举.烯烃的开环复分解聚合反应已经成功应用于一些特殊功能高分子材料,如亲水性高分子、高分子液晶等的合成.关环复分解反应在许多复杂药物、天然产物以及生理活性化合物合成过程中,表现出了特殊的优越性和高效率,如Grubbs将关环复分解反应应用于环肽化合物以及超分子体系---索烃的高效合成;Nicolaou、Danishefsky等用于抗癌物质Epothilone A及其类似物的合成;Martin用于抗癌物Manzamine A的合成,其中在D环和E环的构筑过程中,两次运用关环复分解反应;Furstner用于具有抗癌活性的Tricolorin A和G及其类似物的全合成;Schreiber运用已改进了的催化烯烃交叉复分解反应,用于FK1012的合成等.关环复分解反应在昆虫信息素Peachtwig borer的生产中已有应用,产量大于300千克,E值为0.87,具有较好的原子经济性.3.第二代Grubbs催化剂的开发与应用最近,Grubbs通过系统地对催化剂结构-性能关系进行研究,发现催化剂的活性与其膦配体的解离有关,认为催化循环过程中经过一个高活性的单磷中间体,根据这一设计理念,提出了以比膦配体具有更强给电子能力和更高稳定性的N-杂环卡宾配体代替其中一个膦配体,于1999年发展了第二代Grubbs催化剂除了具有第一代催化剂的优点以外,更重要的是其催化性比第一代催化剂提高了两个数量级,在开环复分解聚合反应中,催化剂用量可以降低至百万分之一,在关环复分解反应中,催化剂用量也仅为万分之五,同时选择性更高,对底物的适应范围更加广泛,催化剂的成本也更低.目前,第二代Grubbs催化剂已成功地应用于烯烃的开环复分解聚合反应,它不仅对于高张力的环状烯烃,而且对于低张力的环状烯烃以及空间位阻较大的三、四取代烯烃,并表现出好的立体化学选择性,这些都是第一代Grubbs催化剂所不能达到的.因此,可以预测,第二代Grubbs催化剂将获得更为广泛的应用,特别是应用于一些工业催化过程.4.发展趋势与展望经过近半个世纪的努力,金属卡宾催化的烯烃复分解反应已经发展成为标准的合成方法并得到广泛应用,Grubbs催化剂的反应活性以及对反应底物的适用性已经和传统的碳-碳键形成方法(如Diels-Alder反应、Wittig反应,曾分别获得诺贝尔化学奖)相媲美.从其发展历程可以看出,每一次研究的突破,无不归因于长期坚持不懈的基础研究积累,从而不断地创新,广泛的应用前景使其能成为一个热点领域的根本动力.尽管烯烃复分解反应的研究已经取得了很大突破,但仍然存在不少挑战.首先,目前的催化体系,对于形成四取代烯烃的交叉复分解反应以及桶烯的开环聚合还不能有效地实现,钌的催化体系还不能适应于带有碱性官能团(如氨基、氰基)的底物;烯烃复分级反应中的立体化学问题、特别是有关催化不对称转化(尽管使用手性Mo催化剂已经实现了开环聚合反应的动力学拆分)的问题还没有很好地解决,关于交叉复分解反应中产物的顺、反异构体的选择性控制,虽然对于某些特定的底物已经取得了一些成功,但还没有普遍的规律可循;另外,烯烃复分解反应的工业应用还很少.所有这些都是需要解决的问题,其关键是在基础研究方面能否有进一步突破,特别是在催化的效率、选择性等方面.丁奎岭 戴立信(中国科学院上海有机化学研究所)。
烯烃复分解_
Cl Ru Cl
N
N
Mes
Cl Ru Cl
Mes
N N
Mes
Cl Ru Cl
Mes
O
PCy3
O
Ph
PCy3
二、反应机理
H R
1
H
H
H
H
Grubbs 催化剂 +
R1
H
+
H H R1 H H
H
H
R1 C H C
H [M] R1 C
H
R1 C C
H
H
①
H
H
H
④
H H C C R1 H [M] C R1 H R1 H H C C C H H
HHຫໍສະໝຸດ ③[M]②
H
H
H
R1
R1
H
H
H
三、分类
1.开环复分解反应（ROMP）
*
n
n
*
2.关环复分解反应（RCM） 3.交叉复分解反应（CM）
R2
+
R1 R2 R1
4.开环交叉复分解反应（ROCM）
R1 R1
+
四、实例
例1
Ph N N
Ph
1.p-TsOH,CH2Cl2 Grubbs催化剂 RCM反应
N
N
咪唑类二烯化合物
产率90%
例2
合成苯酚类衍生物的新方法
R3
O O OH R2 R3 R2
R4
R2
R3
2.5-7.5mol%
R5 R
1
40-97%yield
R4 R6 R5 R4 R5 R6
R6
R7
烯烃复分解反应_2005年诺贝尔化学奖成果介绍_高正曦
烯烃复分解反应
—— ２００５ 年诺贝尔化学奖成果介绍
Olefin Metathesis——Introduction to Achievements of Nobel Prize for Chemistry 2005
高正曦 ／ ＧＡＯ Ｚｈｅｎｇ－ｘｉ，姚祝军 ／ ＹＡＯ Ｚｈｕ－Ｊｕｎ 中国科学院上海有机化学研究所，上海 ２０００３２
料材料的研发上“，烯烃复分解反应是寻找治疗人类主要疾病的药物的重要武器”［１～２］。 在共同获奖的 ３人中，法国人伊夫·肖万（Ｙｖｅｓ Ｃｈａｕｖｉｎ）最为年长，今年 ７５岁 的他在法国石油研究所担任名誉所长职务。１９７０年，肖万发表重要论文，阐明了烯烃 复分解反应的反应机制，这一机制解释了此前有关烯烃复分解反应的各种问题。烯烃复 分解反应的概念和最初的研究工作就是由他开始的。这位老人至今对获奖都感到惊讶，
程简直就是碰运气；换而言之，科学家们 一直在黑暗中摸索、撞大运，毫无方向可 言。这样的反应可以产生许多新的物质， 但是对于反应中催化剂扮演的角色却知之 甚少。伊夫·肖万在这个反应的机理研究 中取得了重大的突破，揭示了催化剂在反 应中的作用。随着反应机理问题的解决， 更加实际的问题摆在了化学家的面前，那 就是发展更加实用有效的催化剂来完成反 应，并拓展该反应的实际应用范围。此后， 罗伯特·格拉布和理查德·施罗克的基础 研究渐渐走上了历史的舞台，他们对于发 展实用的催化剂做出了卓越的贡献。 ２．３ 伊夫·肖万对反应机理的解释 此后，越来越多的化学家意识到，揭 示金属复分解反应的机理对于有机合成的 发展有着重大的意义。尽管很多研究人员 对此提出了各种各样的解释，但是，真正 的突破发生在 １９７０年。那一年，伊夫·肖 万和他的学生提出了烯烃复分解反应的催 化剂是一种金属卡宾化合物（注：金属卡 宾是一种金属和碳之间存在双键的化合 物）。在后来的文献中，金属卡宾变成了金 属烃基化合物，而其它的金属卡宾化合物 也在同年的早些时候被发现。肖万向当时 的科学界展示了金属卡宾化合物是怎样在 烯烃复分解反应中起到催化作用的，他为 烯烃复分解反应提出了全新的机理解释。 后来的实验结果完全支持了他提出的这个 新的机理解释；并且，实验现象不能被以 往任何的机理所解释。 在图２ 中的反应式３－１，亚甲基金属 卡宾（Ａ： ［Ｍ］＝ＣＨ ）作为催化剂，使 ２
烯烃复分解反应催化剂及其应用简介
(Ph3P)2PdCl2 DMF
COOH
Br
Ar
方法种种，各需特定条件，适用范围窄。对一些 复杂天然产物、重要药物及重要酶抑制剂结构的 修饰改造；传统构造C-C键方法颇显苍白无力。
意义
打破了通常意义下碳碳双键化学惰性难以 改造的固有模式，并且可任意构造碳碳双 键。
R1 R3 R1 R3 R1 H R3
Lynn, D. M.; Kanoaka, S.; Grubbs, R. H. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 3187-3193. Lynn, D. M.; Mohr, B.; Grubbs, R. H.; Henling, L. M.; Day, M. W. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 6601-6609.
Me N+
ClClN+(CH3)2
P Cl
P H Ph Cl
H Ph
Ru
Cl P
Ru
Cl P
ClN+ClMe Me
N+(CH3)2
O MeO O
n
O
N H N Cl N Mes H
溶于水、甲苯、二氯甲烷等 但不溶于乙醚
Ru
Cl PCy3 Ph
Gallivan, J. P.; Jordan, J. P.; Grubbs, R. H. Tetrahedron Lett. 2005, 46, 2577-2580
第一个具有普适意义的催化剂
Grubbs小组于1992年报道了卡宾配位钌化合物。牺牲了部 分活性，但提高了选择性，耐氧，可在质子溶剂中使用。
PPh3 Cl H Ph Cl PPh3 H Ph PCy3 PCy3 Cl Mes H Cl Ph N N Mes H
grubbs二代催化剂烯烃复分解
grubbs二代催化剂烯烃复分解Grubbs二代催化剂是烯烃复分解反应中最常用的催化剂之一。
烯烃复分解是一种烯烃转化为另一种烯烃的反应，其中烯烃中的双键在催化剂的作用下发生反应。
本文将重点介绍Grubbs二代催化剂烯烃复分解反应的特点和应用。
一、Grubbs二代催化剂Grubbs二代催化剂是烯烃复分解反应中广泛使用的催化剂之一，它由Richard R. Schrock和Robert H. Grubbs 等人于1995年共同发明。
Grubbs二代催化剂是一种含钨或铼的螯合物，它能够促进烯烃中的双键开环反应，从而实现烯烃复分解。
与一代催化剂相比，Grubbs二代催化剂有更广泛的适用范围和更高的催化活性。
二、烯烃复分解反应机理烯烃复分解反应是一种典型的双键开环反应，其机理基于Grubbs二代催化剂的活性中心。
Grubbs二代催化剂通常由一个含有两个羰基和两个膦基的螯合物构成。
在反应中，催化剂中的钨或铼与烯烃中的双键发生配位作用，形成一个五元环的中间体。
接下来，在中间体的影响下，双键发生裂解，并使其它烯烃的单个碳原子结合到中间体中。
最终，形成一个由催化剂和产物组成的配合物，其中一个新的双键连接两个碳原子。
整个过程中，Grubbs二代催化剂可以多次被重复使用，以逐渐转化更多的烯烃。
三、Grubbs二代催化剂的特点1.高效性Grubbs二代催化剂具有高效的催化能力，能够促进烯烃复分解反应的进行。
研究表明，在合适的温度和反应条件下，Grubbs二代催化剂引发的反应速度与选择性远高于其他催化剂体系。
2.可重复使用性Grubbs二代催化剂具有很高的可重复使用性。
随着反应过程的不断进行，催化剂的活性中心逐渐缓解。
但由于Grubbs二代催化剂耐高温和高压，可以多次使用，使得低成本或高产量大规模生产成为可能。
3.适用范围广Grubbs二代催化剂适用于大量的烯烃复分解反应，可以制备多种复杂的有机分子，包括天然产物、药物、聚合物等等。
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烯烃复分解反应
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烯烃复分解反应
烯烃复分解反应，是指在金属催化下的碳－碳重键的切断并重新结合的过程。
按照反应过程中分子骨架的变化，可以分为五种情况:开环复分解、开环复分解聚合、非环二烯复分解聚合、关环复分解以及交叉复分解反应。
由此可以看出，烯烃复分解反应在高分子材料化学、有机合成化学等方面具有重要意义。
根据美国《科学观察》所列举的化学领域的最热门课题，钌（Ru，－种稀有元素）金属络合物催化的烯烃复分解反应，在2001年中长期成为化学研究领域中关注的热点。
目录
1历史回顾综述
1第一代Grubbs催化剂的发现
1第一代Grubbs催化剂的应用
1第二代Grubbs催化剂的开发
1第二代Grubbs催化剂的应用
综述
关于金属催化的烯烃分子的切断与重组，即烯烃复分解反应的研究，可以追溯到20世纪50年代中期。
在以后的20多年里，所发展的催化剂均为多组分催化剂，如MoO3/ SiO2,Re2O7/A12O3,WC16/Bu4Sn等。
但是，由于这些催化体系通常需要苛刻的反应条件和很强的路易斯酸性条件，使得反应对底物容许的功能基团有很大的限制。
这些问题促使人们去进一步认识和理解反应进行的机制。
20世纪70年代初期，Chauvin提出的烯烃与金属卡宾通过［2+2］环加成形成金属杂环丁烷中间体的相互转化过程，是目前被广泛认同的机制。
在试图合成金属杂环丁烷化合物的过程中，导致了在20世纪70年代末、80年代初的烯烃复分解反应单组分均相催化剂的发现，如钨和钼的卡宾络合物，特别是Schrock催化剂用于催化烯烃的复分解反应，都取得了比以往的催化体系更容易引发、更高的反应活性和更温和的反应条件，更重要的是单组分催化剂的发现使得人们深入地研究催化剂的结构－性能关系成为可能，从而为发现新一代的、性能更优秀的催化剂奠定了基础。
第一代Grubbs催化剂的发现
20世纪90年代以前的催化剂，以过渡金属（如钛、钨、钼等）卡宾络合物为主，
尽管取得了一些成功，但这些催化剂大都对氧和水非常敏感，对含有羰基和羟基的底物也不适用，这样就限制了它们的广泛应用。
一个突破性的进展是1992年美国加州理工学院的Robert Grubbs发现了钌卡宾络合物，并成功应用于降冰片烯的开环聚台反应，克服了其他催化剂对功能基团容许范围小的缺点，该催化剂不但对空气稳定，甚至在水、醇或酸的存在下，仍然可以保持催化活性。
在此基础上，于1996年Grubbs 对原催化剂作了改进，该催化剂不但具有比原催化剂更高的活性和相似的稳定性，而且更容易合成，成为应用最为广泛的烯烃复分解催化剂。
第一代Grubbs催化剂的应用
由于Grubbs催化剂的诞生，使得过去许多有机合成化学家束手无策的复杂分子的合成变得轻而易举。
烯烃的开环复分解聚合反应已经成功应用于一些特殊功能高分子材料，如亲水性高分子、高分子液晶等的合成。
关环复分解反应在许多复杂药物、天然产物以及生理活性化合物合成过程中，表现出了特殊的优越性和高效率，如Grubbs将关环复分解反应应用于环肽化合物以及超分子体系--索烃的高效合成；Nicolaou、Danishefsky等用于抗癌物质Epothilone A 及其类似物的合成，Martin用于抗癌物Manzamine A 的合成，其中在D环和E环的构筑过程中，两次运用关环复分解反应；Furstner 用于具有抗癌活性的Tricolorin A 和G及其类似物的全合成；Schreiber运用已改进了的催化烯烃交叉复分解反应，用于FK 1012的合成等。
关环复分解反应在昆虫信息素Peachtwig borer的生产中己有应用，产量大于300千克，Ｅ值为0.87，具有较好的原子经济性。
第二代Grubbs催化剂的开发
Grubss 2ed
最近，Grubbs通过系统地对催化剂结构－性能关系进行研究，发现催化剂的活性与其膦配体的解离有关，认为催化循环过程中经过一个高活性的单膦中间体，根据这一设计理念，提出了以比膦配体具有更强给电子能力和更高稳定性的Ｎ-杂环卡宾配体代替其中一个膦配体，于1999年发展了第二代Grubbs催化剂。
第二代Grubbs催化剂除了具有第一代催化剂的优点以外，更重要的是其催化活性比第一代催化剂提高了两个数量级，在开环复分解聚合反应中，催化剂用量可以降低至百万分之一，在关环复分解反应中，催化剂用量也仅为万分之五，同时选择性更高，对底物的适应范围更加广泛，催化剂的成本也更低。
第二代Grubbs催化剂的应用
目前，第二代Grubbs催化剂己成功地应用于烯烃的开环复分解聚合反应，它不
仅对于高张力的环状烯烃，而且对于低张力的环状烯烃以及空间位阻较大的多取代环状烯烃的开环聚合表现出特殊的高催化活性。
在关环复分解反应中，特别适用于空间位阻较大的三、四取代烯烃。
利用第二代Grubbs催化剂首次实现了通过交叉复分解反应合成三取代烯烃，并表现出好的立体化学选择性，这些都是第一代Grubbs催化剂所不能达到的。
因此，可以预测，第二代Grubbs催化剂将获得更为广泛的应用，特别是应用于一些工业催化过程。
发展趋势
经过近半个世纪的努力，金属卡宾催化的烯烃复分解反应已经发展成为标准的合成方法并得到广泛应用，Grubbs催化剂的反应活性以及对反应底物的适用性已经和传统的碳－碳键形成方法（如Diels-Alder反应、Wittig反应，曾分别获得诺贝尔化学奖）相媲美。
从其发展历程可以看出，每一次研究的突破，无不归因于长期坚恃不懈的基础研究积累，从而不断地创新，广泛的应用前景是其能成为一个热点领域的根本动力。
展望
尽管烯烃复分解反应的研究已经取得了很大突破，但仍然存在不少挑战。
首先，目前的催化体系，对于形成四取代烯烃的交叉复分解反应以及桶烯的开环聚合还不能有效地实现，钌的催化体系还不能适用于带有碱性官能团（如氨基、氰基）的底物，烯烃复分解反应中的立体化学问题、特别是有关催化不对称转化（尽管使用手性Mo 催化剂已经实现了开环聚合反应的动力学拆分）的问题还没有很好地解决，关于交叉复分解反应中产物的顺、反异构体的选择性控制，虽然对于某些特定的底物已经取得了一些成功，但还没有普遍的规律可循；另外，烯烃复分解反应的工业应用还很少。
所有这些都是需要解决的问题，其关键是在基础研究方面能否有进一步突破，特别是在催化的效率、选择性等方面。
2005年的诺贝尔化学奖颁给了3位在烯烃复分解反应研究方面做出突出贡献的化学家伊夫·肖万、罗伯特·格拉布和理查德·施罗克。
【注：图片形象地表示一对舞者（烯烃），在催化剂（金属卡宾）作用下，和另一对舞者（另一烯烃）连成环状，接着相互改变搭档（形成两个新的烯烃）。
】。