化学学报 ›› 2026, Vol. 84 ›› Issue (4): 521-571.DOI: 10.6023/A26010032 上一篇 下一篇
综述
徐衍泽a, 韩南南a, 刁小琼a, 袁金伟a, 肖咏梅a, 杨亮茹a,*(
), 屈凌波b,c
投稿日期:2026-01-28
发布日期:2026-03-18
通讯作者:
杨亮茹
作者简介:![]() |
徐衍泽, 河南工业大学化学化工学院2023级在读硕士研究生, 主要从事氮杂环卡宾金属化合物的合成及催化性能研究. |
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韩南南, 河南工业大学化学化工学院2023级在读硕士研究生, 主要从事氮杂环卡宾金属化合物的合成及催化性能研究. |
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刁小琼, 博士, 河南工业大学化学化工学院讲师, 主要从事有机合成方法学及药物合成等方面的研究. |
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袁金伟, 博士, 河南工业大学化学化工学院教授, 博士生导师. 主要从事绿色有机合成、有机光催化、药物合成等方面的研究工作. |
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肖咏梅, 博士, 河南工业大学化学化工学院教授, 硕士生导师. 主要从事天然产物的结构改造及酶催化合成等方面的研究工作. |
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杨亮茹, 博士, 河南工业大学化学化工学院教授, 博士生导师. 主要研究方向为金属有机化学, 聚焦于氮杂环卡宾金属化合物的合成及性能研究. |
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屈凌波, 博士, 郑州大学化工学院教授, 河南省科学院化学研究所所长, 博士生导师. 主要研究方向为计算化学、药物化学、药物分子设计和药物分析. |
基金资助:
Yanze Xua, Nannan Hana, Xiaoqiong Diaoa, Jinwei Yuana, Yongmei Xiaoa, Liangru Yanga,*(
), Lingbo Qub,c
Received:2026-01-28
Published:2026-03-18
Contact:
Liangru Yang
Supported by:文章分享
碳-氮(C—N)键的高效构建是合成众多含氮生物活性分子的关键步骤. 在多种合成策略中, 钯催化的Buchwald-Hartwig胺化反应(BHA反应)因其条件温和、底物适用范围广, 已成为构建C—N键的重要方法, 其中配体的合理设计对反应性能具有决定性影响. 相较于对空气和水分敏感、稳定性较弱的传统膦配体, 氮杂环卡宾(N-Heterocyclic Carbene, NHC)配体凭借其强σ-给电子能力与弱π-吸电子特性, 所形成的NHC-Pd络合物催化剂表现出优异的稳定性、易于调控的结构以及良好的官能团耐受性, 显著拓展了Buchwald-Hartwig胺化反应的应用范围. 本文系统综述了近十年来NHC-Pd络合物在该反应中的研究进展, 重点围绕原位生成的NHC-Pd(0)型、结构明确的NHC-Pd(II)型以及NHC-Pd(I)型等不同催化剂体系, 阐述其设计理念、催化性能及其在复杂含氮分子合成中的应用实例, 并对该领域未来发展的挑战与前景进行了展望.
徐衍泽, 韩南南, 刁小琼, 袁金伟, 肖咏梅, 杨亮茹, 屈凌波. 氮杂环卡宾钯络合物催化Buchwald-Hartwig胺化反应研究进展[J]. 化学学报, 2026, 84(4): 521-571.
Yanze Xu, Nannan Han, Xiaoqiong Diao, Jinwei Yuan, Yongmei Xiao, Liangru Yang, Lingbo Qu. Research Progress on the Buchwald-Hartwig Amination Reactions Catalyzed by N-Heterocyclic Carbene Palladium Complexes[J]. Acta Chimica Sinica, 2026, 84(4): 521-571.
| 课题组 | 配体 | %Vbura | 催化底物 | 反应条件 | 产率范围 |
|---|---|---|---|---|---|
| Nolan | IPent | 38.2% | 未活化氯代芳烃 | 庚烷, 75 ℃ | 85%~98%[ |
| Organ | DiMeIHeptCl | 41.5% | 位阻胺, 芳基氯 | 无溶剂, BCF活化 | 77%~98%[ |
| 刘丰收 | BIAN-IPent | 40.3% | 杂芳基氯/胺 | 空气, CPME | 82%~99%[ |
| Szostak | ItOct | 44.7% | 芳基氯 | KOtBu, 120 ℃ | 86%[ |
| Szostak | IPr# | 44.7% | 芳基氯, 酰胺 | LiHDMS, 80 ℃ | 98%[ |
| Ananikov | IPr*OMe | 36.5% | 杂芳基氯/胺 | TPEDO, 105 ℃ | 80%~96%[ |
| 课题组 | 配体 | %Vbura | 催化底物 | 反应条件 | 产率范围 |
|---|---|---|---|---|---|
| Nolan | IPent | 38.2% | 未活化氯代芳烃 | 庚烷, 75 ℃ | 85%~98%[ |
| Organ | DiMeIHeptCl | 41.5% | 位阻胺, 芳基氯 | 无溶剂, BCF活化 | 77%~98%[ |
| 刘丰收 | BIAN-IPent | 40.3% | 杂芳基氯/胺 | 空气, CPME | 82%~99%[ |
| Szostak | ItOct | 44.7% | 芳基氯 | KOtBu, 120 ℃ | 86%[ |
| Szostak | IPr# | 44.7% | 芳基氯, 酰胺 | LiHDMS, 80 ℃ | 98%[ |
| Ananikov | IPr*OMe | 36.5% | 杂芳基氯/胺 | TPEDO, 105 ℃ | 80%~96%[ |
| [163] |
doi: 10.1002/aoc.v39.12 |
| [164] |
doi: 10.1016/j.jorganchem.2015.12.021 |
| [165] |
doi: 10.1002/aoc.v30.12 |
| [166] |
doi: 10.1039/C9CC02239B |
| [167] |
doi: 10.1021/acs.joc.5b01272 pmid: 26161731 |
| [168] |
doi: 10.1002/aoc.v32.9 |
| [1] |
doi: 10.1021/ja00096a059 |
|
doi: 10.1021/ja00092a058 |
|
| [2] |
doi: 10.1016/0040-4039(95)00605-C |
| [3] |
doi: 10.1021/acs.accounts.4c00815 |
| [4] |
doi: 10.1002/(SICI)1521-3773(19980817)37:15<2046::AID-ANIE2046>3.0.CO;2-L pmid: 29711045 |
| [5] |
doi: 10.1016/S0022-328X(98)01054-7 |
| [6] |
doi: 10.1002/chem.201201195 pmid: 22786694 |
| [7] |
doi: 10.1021/ar9600650 |
| [8] |
doi: 10.1002/adsc.v351:18 |
| [9] |
doi: 10.1021/cr100346g |
| [10] |
doi: 10.1055/a-2344-5677 |
| [11] |
doi: 10.1021/acs.organomet.5b00567 |
| [12] |
pmid: 27689804 |
| [13] |
doi: 10.1021/acs.chemrev.5c00088 |
| [14] |
doi: 10.1021/jm501100b pmid: 25255204 |
| [15] |
doi: 10.1021/acs.jmedchem.4c01122 |
| [16] |
doi: 10.1039/d2ra07412e pmid: 37346956 |
| [17] |
doi: 10.1038/nature07369 |
| [18] |
doi: 10.1039/C0SC00331J |
| [19] |
doi: 10.1039/c3cs60228a |
| [20] |
doi: 10.1016/j.jorganchem.2018.02.023 |
| [21] |
doi: 10.1002/anie.v47:34 |
| [22] |
doi: 10.1016/j.tet.2019.05.003 pmid: 31896889 |
| [23] |
|
| [24] |
doi: 10.1002/ijch.201900167 pmid: 35645408 |
| [25] |
doi: 10.1021/jacs.0c09180 pmid: 33319995 |
| [26] |
doi: 10.1002/anie.v34:21 |
| [27] |
doi: 10.1021/ja00001a054 |
| [28] |
doi: 10.1002/1521-3773(20020415)41:8<>1.0.CO;2-M |
| [29] |
doi: 10.1016/j.ccr.2012.09.006 |
| [30] |
doi: 10.1038/nature13384 |
| [31] |
doi: 10.1021/ar5003494 |
| [32] |
doi: 10.1021/acs.chemrev.6b00695 |
| [33] |
doi: 10.1021/acs.chemrev.8b00148 pmid: 30014699 |
| [34] |
doi: 10.1038/s41570-021-00321-1 pmid: 37118184 |
| [35] |
doi: 10.6023/cjoc202211006 |
|
(杨亮茹, 郭梦丽, 袁金伟, 王佳美, 夏宇婷, 肖咏梅, 毛璞, 有机化学, 2023, 43, 2002.)
doi: 10.6023/cjoc202211006 |
|
| [36] |
doi: 10.6023/cjoc202311013 |
|
(孙超, 周泉, 李传莹, 王磊, 有机化学, 2024, 44, 1957.)
doi: 10.6023/cjoc202311013 |
|
| [37] |
doi: 10.1021/acscatal.5c01629 |
| [38] |
doi: 10.1002/cjoc.v38.2 |
| [39] |
|
| [40] |
doi: 10.6023/cjoc202504014 |
|
(黄雪辉, 林艳如, 李兆迪, 张悦, 王鑫, 高媛媛, 宫晓杰, 李飞, 刘澜涛, 有机化学, 2025, 45, 3847.)
|
|
| [41] |
doi: 10.6023/cjoc202401027 |
|
(刘晓东, 施世良, 有机化学, 2024, 44, 1884.)
doi: 10.6023/cjoc202401027 |
|
| [42] |
doi: 10.6023/cjoc202206033 |
|
(刘婷婷, 胡宇才, 沈安, 有机化学, 2023, 43, 622 )
doi: 10.6023/cjoc202206033 |
|
| [43] |
|
|
(张建明, 高健, 冯捷, 陆涛, 杜鼎, 有机化学, 2021, 41, 3792.)
|
|
| [44] |
doi: 10.6023/A24060203 |
|
(杜牧, 杨程博, 陈琦, 邓亮, 化学学报, 2024, 82, 932.)
doi: 10.6023/A24060203 |
|
| [45] |
doi: 10.6023/A18030095 |
|
(凡一明, 程骏, 高亚飞, 施敏, 邓亮, 化学学报, 2018, 76, 445.)
doi: 10.6023/A18030095 |
|
| [46] |
doi: 10.6023/A12060275 |
|
(张睿, 徐琴, 施敏, 化学学报, 2012, 70, 1593.)
doi: 10.6023/A12060275 |
|
| [47] |
doi: 10.1021/ol990987d |
| [48] |
doi: 10.1021/cr900074m pmid: 19588961 |
| [49] |
|
| [50] |
|
| [51] |
doi: 10.1002/anie.v46:16 |
| [52] |
doi: 10.1039/c1cs15088j pmid: 21731956 |
| [53] |
doi: 10.1021/om1000327 |
| [54] |
doi: 10.1021/cr9002424 pmid: 20000700 |
| [55] |
doi: 10.1002/tcr.v16.6 |
| [56] |
doi: 10.1016/j.ccr.2011.11.013 |
| [57] |
doi: 10.1002/anie.201106131 pmid: 22287485 |
| [58] |
doi: 10.1021/cr4006439 |
| [59] |
doi: 10.1039/C7CS00743D pmid: 29557434 |
| [60] |
doi: 10.1021/acscatal.1c05869 |
| [61] |
doi: 10.3390/molecules28030950 |
| [62] |
doi: 10.1016/j.ccr.2023.215110 |
| [63] |
doi: 10.1016/j.ccr.2024.215867 |
| [64] |
doi: 10.1021/acs.organomet.2c00019 pmid: 36213557 |
| [65] |
doi: 10.1021/acs.orglett.2c02534 |
| [66] |
doi: 10.1039/D2CY01136K |
| [67] |
doi: 10.1021/acs.joc.3c00912 pmid: 37467445 |
| [68] |
doi: 10.1038/s41557-024-01624-8 |
| [69] |
doi: 10.1002/chem.v30.64 |
| [70] |
doi: 10.3906/kim-1404-67 |
| [71] |
doi: 10.3906/kim-1505-34 |
| [72] |
doi: 10.1002/anie.202014328 pmid: 33155756 |
| [73] |
doi: 10.1039/D0QO00361A |
| [74] |
doi: 10.1021/om020804i |
| [75] |
|
| [76] |
doi: 10.1002/cctc.v7.24 |
| [169] |
doi: 10.1002/ejoc.v2015.12 |
| [170] |
doi: 10.1002/anie.v53.35 |
| [171] |
doi: 10.1021/acs.orglett.8b00060 pmid: 29393652 |
| [172] |
doi: 10.1021/acs.orglett.2c03717 |
| [173] |
doi: 10.1021/acscatal.9b02760 |
| [174] |
doi: 10.1039/d4ra00921e pmid: 38784423 |
| [175] |
doi: 10.1021/acs.orglett.7b00796 |
| [176] |
doi: 10.1039/C9CY02080B |
| [77] |
doi: 10.1002/cctc.v9.4 |
| [78] |
doi: 10.1021/jacs.7b09488 |
| [79] |
doi: 10.1021/acs.joc.1c01057 |
| [80] |
doi: 10.1021/jacs.4c12203 pmid: 39388666 |
| [81] |
doi: 10.1002/ejoc.v2016.10 |
| [82] |
doi: 10.3390/molecules27061999 |
| [83] |
doi: 10.3390/molecules29092151 |
| [84] |
doi: 10.1002/chem.201702859 pmid: 28744934 |
| [85] |
doi: 10.1021/acs.organomet.6b00217 |
| [86] |
doi: 10.1021/acscatal.1c01929 |
| [87] |
doi: 10.1021/acs.orglett.3c02651 |
| [88] |
doi: 10.1021/acs.orglett.4c03709 |
| [89] |
doi: 10.1021/acs.organomet.9b00326 |
| [90] |
doi: 10.1002/ejic.v2022.1 |
| [91] |
doi: 10.1002/adsc.202000987 pmid: 33384575 |
| [92] |
doi: 10.1002/chem.v31.47 |
| [93] |
doi: 10.1021/acs.oprd.5b00349 |
| [94] |
doi: 10.1021/acs.oprd.5b00350 |
| [95] |
doi: 10.1039/C5RE00048C |
| [96] |
doi: 10.1039/D1CY00669J |
| [97] |
doi: 10.1021/ol0260831 |
| [98] |
doi: 10.1021/acs.accounts.4c00549 |
| [99] |
doi: 10.1039/D2CC02253B |
| [100] |
doi: 10.1016/j.jcat.2024.115783 |
| [101] |
doi: 10.1021/ol034264c |
| [102] |
doi: 10.1021/om8006689 |
| [103] |
doi: 10.1002/slct.v6.38 |
| [104] |
doi: 10.1002/asia.v12.18 |
| [105] |
doi: 10.1002/slct.v3.46 |
| [106] |
doi: 10.1021/acs.orglett.2c03580 |
| [107] |
doi: 10.1016/j.tet.2018.07.052 |
| [177] |
doi: 10.1039/C7CC06186B |
| [178] |
doi: 10.1021/acs.orglett.9b01053 |
| [179] |
doi: 10.1021/acs.orglett.0c01488 pmid: 32476426 |
| [180] |
doi: 10.1021/acs.joc.4c00103 |
| [181] |
doi: 10.1021/acssuschemeng.1c05307 |
| [182] |
doi: 10.1021/acscatal.7b00245 |
| [183] |
doi: 10.1021/acs.joc.7b02588 pmid: 29191023 |
| [184] |
doi: 10.1002/ejic.201900918 |
| [108] |
doi: 10.1002/cctc.v15.24 |
| [109] |
doi: 10.1016/j.jorganchem.2018.02.035 |
| [110] |
doi: 10.1016/j.tet.2005.06.081 |
| [111] |
doi: 10.1021/acs.organomet.8b00413 |
| [112] |
doi: 10.1039/C9DT00216B |
| [113] |
doi: 10.1039/d1dt01716k pmid: 34254628 |
| [114] |
doi: 10.1039/c8dt03413c pmid: 30657506 |
| [115] |
doi: 10.1002/chem.v12:18 |
| [116] |
doi: 10.1039/c1cc15503b |
| [117] |
doi: 10.1002/chem.v14:8 |
| [118] |
doi: 10.1039/D0CC02262D |
| [119] |
doi: 10.1002/ejoc.v2015.9 |
| [120] |
doi: 10.1002/anie.v54.33 |
| [121] |
doi: 10.1002/chem.v22.42 |
| [122] |
doi: 10.1002/chem.201605490 pmid: 28066950 |
| [123] |
doi: 10.1021/acs.joc.6b02867 |
| [124] |
doi: 10.1002/chem.v27.14 |
| [125] |
doi: 10.1021/acs.joc.8b01205 |
| [126] |
doi: 10.1039/C9QO00726A |
| [127] |
doi: 10.1002/chem.v28.4 |
| [128] |
doi: 10.1002/chem.201700624 pmid: 28299841 |
| [129] |
doi: 10.1039/D1OB02051J |
| [130] |
doi: 10.1016/j.tetlet.2022.154125 |
| [131] |
doi: 10.1021/acs.joc.4c00418 |
| [132] |
doi: 10.1039/D0NJ01294G |
| [133] |
doi: 10.1021/acs.organomet.9b00152 |
| [134] |
doi: 10.3390/molecules28155833 |
| [135] |
doi: 10.1039/D3SC01006F |
| [136] |
doi: 10.1039/D2QI01832B |
| [137] |
doi: 10.1021/acs.organomet.3c00150 |
| [138] |
doi: 10.1002/marc.v38.15 |
| [139] |
doi: 10.1039/C8OB01781F |
| [140] |
doi: 10.1002/chem.v26.70 |
| [141] |
doi: 10.1002/chem.v25.62 |
| [142] |
doi: 10.1007/s11237-024-09801-z |
| [143] |
doi: 10.1039/D1NJ05596H |
| [144] |
doi: 10.1016/j.jcat.2023.115240 |
| [145] |
doi: 10.1021/acs.organomet.2c00166 |
| [146] |
doi: 10.1039/d1sc02619d pmid: 34447551 |
| [147] |
doi: 10.1021/om401028d |
| [148] |
doi: 10.1016/j.tet.2020.130944 |
| [149] |
doi: 10.1002/ajoc.v7.4 |
| [150] |
doi: 10.1016/j.jorganchem.2021.121683 |
| [151] |
doi: 10.1039/C6OB00013D |
| [152] |
doi: 10.1007/s10562-023-04432-w |
| [153] |
doi: 10.1039/C6RA02556K |
| [154] |
doi: 10.1002/aoc.v31.10 |
| [155] |
doi: 10.1007/s11243-016-0048-1 |
| [156] |
|
| [157] |
doi: 10.1021/acs.joc.1c02183 |
| [158] |
doi: 10.1002/ejic.v2022.1 |
| [159] |
doi: 10.1002/slct.v7.27 |
| [160] |
doi: 10.1002/chem.v27.49 |
| [161] |
doi: 10.1016/j.tet.2017.11.026 |
| [162] |
|
| [1] | 唐俊鸿, 周聪颖, 王成明. 氮杂环卡宾催化酰基肟生成亚胺自由基: 一种快速合成菲啶的方法[J]. 化学学报, 2025, 83(6): 557-562. |
| [2] | 杜牧, 杨程博, 陈琦, 邓亮. 氮杂环卡宾配位的铁磷簇合物[J]. 化学学报, 2024, 82(9): 932-939. |
| [3] | 张大伟, 赵海洋, 冯笑甜, 顾玉诚, 张新刚. 钯催化下杂芳基溴代物与偕二氟烯丙基硼试剂的交叉偶联反应[J]. 化学学报, 2024, 82(2): 105-109. |
| [4] | 任妍妍, 李欣, 韩英锋. 基于氮杂环卡宾蓝光有机自由基的合成及其光学性质研究★[J]. 化学学报, 2023, 81(7): 735-740. |
| [5] | 孟庆端, 韩佳宏, 潘一骁, 郝伟, 范青华. C1-对称手性氮杂环卡宾(NHC)配体的不对称合成及其催化性能研究★[J]. 化学学报, 2023, 81(10): 1271-1279. |
| [6] | 葛懿修, 邱早早, 谢作伟. 钯催化硼-碳和硼-杂原子键构建一锅法合成双官能团化邻-碳硼烷※[J]. 化学学报, 2022, 80(4): 432-437. |
| [7] | 李尚钊, 欧阳振武, 邹俊杰, 王东阳, 许斌, 邓亮. 氮杂环卡宾配位的单核型一价铁硫酚基配合物[J]. 化学学报, 2022, 80(3): 272-276. |
| [8] | 徐云芳, 李阳, 付梓桐, 林绍艳, 祝洁, 吴磊. 钯催化选择性构筑(Z)-[3]戟烯反应研究[J]. 化学学报, 2022, 80(10): 1369-1375. |
| [9] | 李忠原, 景昆, 李祁利, 王官武. 钯催化的2-苯氧基吡啶导向的脱羧酯基化反应研究[J]. 化学学报, 2019, 77(8): 729-734. |
| [10] | 凡一明, 程骏, 高亚飞, 施敏, 邓亮. 硼桥联三氮杂环卡宾配位的铁分子氮配合物:合成、表征和反应性质研究[J]. 化学学报, 2018, 76(6): 445-452. |
| [11] | 周霄乐, 苏永亮, 汪普生, 龚流柱. 1,4-二烯和醛的烯丙基碳氢不对称烷基化反应[J]. 化学学报, 2018, 76(11): 857-861. |
| [12] | 鲁鸿, 刘金宇, 李红玉, 许鹏飞. 氮杂环卡宾与过渡金属共催化反应研究进展[J]. 化学学报, 2018, 76(11): 831-837. |
| [13] | 王乐明, 王骞, 陈杰安, 黄湧. Lewis酸对氮杂环卡宾协同催化体系中反应途径的调控[J]. 化学学报, 2018, 76(11): 850-856. |
| [14] | Khan Ijaz, 李红芳, 吴学, 张勇健. 钯配合物与手性方酰胺协同催化的乙烯基碳酸乙烯酯与醛的不对称脱羧环加成反应[J]. 化学学报, 2018, 76(11): 874-877. |
| [15] | 张子競, 陶忠林, 阿拉法特·阿地力, 龚流柱. 钯配合物和手性磷酸连续催化的烯丙醇和醛的不对称羰基烯丙基化反应[J]. 化学学报, 2017, 75(12): 1196-1201. |
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