C-N键的构建是药物化学和合成化学中最经典的反应类型之一了，正因为它们的重要性，因此，它们的合成聚焦了全世界化学家们的研究。常用的构建方法有还原胺化，取代反应，偶联反应等等。在这些方法中卤代芳烃与胺的C-N偶联不得不提，常用铜催化和钯催化实现，也就是我们常说的Ullman（乌尔曼）反应和Buchwald–Hartwig偶联反应。上海有机所，马大为院士团队发展的温和的草酰胺类配体实现了众多广谱的碳杂键的偶联反应，当然也包括碳氮偶联反应。钯催化C-N偶联就不得不提Buchwald发展的各种预催化剂，这位来自美国麻省理工学院的化学大牛，他和他的团队开发了众多实用的配体和预催化剂，为碳氮偶联贡献很多。Buchwald团队发展的催化剂，不仅能实现C-N偶联，还可以实现Suzuki等偶联反应。目前，不知不觉Buchwald预催化剂已经发展到第六代了，如下图所示。该类催化其实小编很早就有关注过，我们号也分享了相关的文章，大家有兴趣可以阅读Buchwald团队在2020年发表的文章（JACS, DOI: 10.1021/jacs.0c06139），1小时，室温就能高效实现Buchwald偶联，可以说是超级催化剂了。当初小编就感慨，要是催化剂能早点商业化就好了，小编在多个试剂供应商网站查了，有卖的了，不知道有没有人用过，欢迎大家后台留言。今天小编想和大家聊的是另外一个催化剂，小编也把它归纳为超级催化剂，因为它的功能实在太强了，不仅能实现常规的偶联反应，还能实现含有活泼氢的碳氮偶联反应，相对于其它催化剂，优势特别明显。没错，它就是PEPPSI类型的催化剂，比较常用的是Pd-PEPPSI IHeptCl和Pd-PEPPSI IPent，它们的结构和CAS号如下图所示，结构非常霸气。在卤代芳烃中，杂化卤代芳烃又是特殊的一类，五元杂环又是特殊中的特殊，由于杂原子以及五元杂环的特殊性质，这类底物的碳氮偶联反应往往很具有挑战性。2019年，来自Merck的化学家Aaron C. Sather和Theodore A. Martinot在著名期刊OPRD发文（Org. Process Res. Dev. 2019, 23, 1725−1739），系统研究了哌啶与五元杂环的钯催化偶联反应，筛选了几十个催化剂，最终Pd-PEPPSI IHeptCl催化剂P2脱颖而出，优势非常明显，高产率实现了偶联反应，我们也选举了两个代表性的例子，如下图所示，产率接近90%。更为吸引人的是，反应条件温和，只需要40摄氏度，而且催化剂用量只需要2%，可以说是非常的低了。综上所述，小编给大家介绍了两类超级催化剂，第六代Buchwald预催化剂和PEPPSI类型的催化剂，特别是PEPPSI类型的催化剂高效实现五元杂环的碳氮偶联反应，非常高效。大家在实际项目中遇到困难时，不妨尝试一下这两类催化剂，说不定会有惊喜。
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