近年來，N-雜環(huán)卡賓(NHC)配位的過渡金屬催化劑已經(jīng)成為各種交叉偶聯(lián)反應(yīng)研究的熱點(diǎn)。氮雜環(huán)卡賓可以和過渡金屬形成穩(wěn)定的C-M鍵，與傳統(tǒng)的膦配體相比更加穩(wěn)定，富電子、 對金屬的配位能力強(qiáng)，并具有更好的立體效應(yīng)和電子效應(yīng)。傳統(tǒng)的鈀，銅等過渡金屬配位的催化劑參與的反應(yīng)必須在無氧條件下進(jìn)行，而金屬氮雜環(huán)卡賓催化劑以其穩(wěn)定性高的原因，甚至可以在有氧條件下進(jìn)行Suzuki 偶聯(lián)反應(yīng)、Heck 偶聯(lián)反應(yīng)和Sonogashira偶聯(lián)反應(yīng)等交叉偶聯(lián)反應(yīng)。早期在有機(jī)合成中比較知名的金屬氮雜環(huán)卡賓催化劑是用于烯烴復(fù)分解反應(yīng)的Grubbs催化劑(第II代)。但用于交叉偶聯(lián)反應(yīng)的金屬氮雜環(huán)卡賓催化劑，主要以Pd，Cu，Ag和Au等金屬為主。氮雜環(huán)卡賓鈀和銅類催化劑用于偶聯(lián)反應(yīng)較多。氮雜環(huán)卡賓銀和金類催化劑較少用于偶聯(lián)反應(yīng)，常用用于催化環(huán)加成反應(yīng)，水解反應(yīng)，還原反應(yīng)，氧化反應(yīng)，重排反應(yīng)等等。
氮雜環(huán)卡賓主要有四種常見類型：噻唑類，咪唑烷類，咪唑類和三氮唑類。金屬氮雜環(huán)卡賓催化劑以咪唑烷類和咪唑類最為常見。
應(yīng)用最為廣泛的鈀氮雜環(huán)卡賓催化劑中除了和卡賓環(huán)配位，另外還會加入其它的雜環(huán)配體【(NHC)PdCl2(L)】，如吡啶，喹啉，異喹啉，咪唑，吡唑和嗎啡啉等。其他Cu，Ag和Au類氮雜卡賓催化劑，種類相對較少。隨著化學(xué)家研究深入，各種新的催化劑會不斷涌現(xiàn)。
一、鈀氮雜環(huán)卡賓催化劑
在[(NHC)Pd(η3-allyl)]2(μ2-N-heterocycles)(BF4)2催化下，惡唑類化合物和芳基溴在較低溫度下進(jìn)行C-H活化芳基化反應(yīng)。
【Tetrahedron, 2019, 75, 2182 - 2187】
在新型的NI(II) NHC/Pd(II) NHC催化劑催化下，芳基氯代物和苯基溴化鎂在室溫下進(jìn)行Kumada偶聯(lián)反應(yīng)。
【Organometallics, 2019, 38, 1699 - 1708】
在SIPr-PdCl2-Py催化下，芳基三甲基三氟甲磺酸銨和端基炔進(jìn)行Sonogashira交叉偶聯(lián)反應(yīng)，制備芳基炔。
【ACS Catal., 2019, 9, 3730-3736】
Pd(IPr)(acac)Cl催化下，酰胺或酯直接進(jìn)行C-N或C-O鍵活化進(jìn)行Suzuki反應(yīng)和Buchwald-Hartwig交叉偶聯(lián)反應(yīng)生成酮和酰胺。
【Org. Lett., 2019, 21, 3304-3309】
在Pd(OAc)2/S-IPr催化下，(E)-gem-烷基,芳基-二取代烯丙基碳酸酯和酮反應(yīng)，在酮的α位高產(chǎn)率高非對映選擇性的引入季碳。
【ACS Catal., 2018, 8, 3317-3321】
在Pd-PEPPSI-IPent催化下，芳基氯代物和胺進(jìn)行Buchwald-Hartwig交叉偶聯(lián)反應(yīng)，反應(yīng)條件不要求無水無氧。
【J. Org. Chem., 2018, 83, 9144?9155】
在手性NHC和手性膦配體/Pd共同催化下，烯基乙烯基碳酸酯（vinylethylene carbonates）和烯醛進(jìn)行高對映選擇性的[5+2]環(huán)化反應(yīng)。
【J. Am. Chem. Soc., 2018, 140, 3551?3554】
手性NHCs/Pd催化下，丙二烯酰胺和烯烴環(huán)氧乙烷反應(yīng)進(jìn)行不對稱[3+2]環(huán)加成反應(yīng)得到四氫呋喃類化合物。
【Org. Lett. 2018, 20, 4773?4776】
Pd(IPr)(cinammyl)Cl催化下，芳基酯進(jìn)行C-O鍵活化和硼酸進(jìn)行Suzuki反應(yīng)制備酮。
【J. Am. Chem. Soc., 2017, 139, 1311?1318】
在非活性Pd/Al2O3和IPr催化下，芳基溴和芳胺進(jìn)行Buchwald-Hartwig交叉偶聯(lián)反應(yīng)。
【J. Am. Chem. Soc., 2017, 139, 9144?9147】
在Pd-PEPPSI-IPr催化下，芳基酰胺進(jìn)行C-N鍵活化和硼酸進(jìn)行Suzuki反應(yīng)制備酮。
【J. Org. Chem., 2017, 82, 6638?6646】
在(SIPr)Pd(allyl)Cl催化下，芳基碘代物和三環(huán)丙基鉍進(jìn)行插羰交叉偶聯(lián)反應(yīng)。
【Synlett 2017, 28, 2833–2838】
二、銅氮雜環(huán)卡賓催化劑
在IPrCuOt-Bu/Pd2dba3, XPhos催化下，端基炔，芳基鹵代物和頻哪醇硼烷進(jìn)行還原三組分偶聯(lián)反應(yīng)得到芐基硼酸酯。
【J. Am. Chem. Soc., 2019, 141, 6173-6179】
在手性NHC-Cu催化下，烯基丙二烯類化合物和雙聯(lián)頻哪醇酯對 α,β,γ,δ‐不飽和二酯進(jìn)行多組分不對稱1,6-共軛加成反應(yīng)。
【Angewandte Chemie - International Edition, 2019, 58, 2685 - 2691】
在IPrCuCl催化下，端基炔和三級鹵代物在CO存在下制備得到烯丙醇。
【J. Am. Chem. Soc., 2018, 140, 1159-1164】
硅基負(fù)載的銅納米粉，加入IMes配位后，加氫還原炔基可以高選擇性高產(chǎn)率得到Z-構(gòu)型烯烴。
【Chem. Sci., 2018, 9, 5366-5371 】
在IPrCuCl/Pd(OAc)2催化下，端基炔烴和芳基鹵代物進(jìn)行氫芳基化反應(yīng)。
【J. Am. Chem. Soc., 2018, 140, 10233-10241】
手性NHC-Cu(I)催化下，α-Ts胺和雙聯(lián)頻哪醇酯反應(yīng)不對稱合成α-胺基頻哪醇酯。
【J. Am. Chem. Soc., 2018, 140, 10644?10648】
在SIMesCuCl催化下，利用DIBALH還原炔丙基氯制備丙二烯類化合物。
【Org. Lett. 2018, 20, 5478?5481】
NHC-Cu催化下，磷酸烯丙酯和丙二烯硼酸酯或炔丙基硼酸酯反應(yīng)分別進(jìn)行炔丙基化或丙二烯化反應(yīng)。
【J. Am. Chem. Soc., 2018, 140, 16842?16854】
在NHC/CuCl催化下，烯基頻哪醇酯和磷酸烯丙酯反應(yīng)得到高烯丙醇。
【Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 821–826】
在IMesCuCl催化下，端基炔和非活性的三氟甲磺酸酯進(jìn)行Sonogashira反應(yīng)。
【Chem. Commun., 2017, 53, 4124--4127】
三、銀氮雜環(huán)卡賓催化劑
TBHP作為氧化劑，在Ag(I)-NHCs催化下，胺和醇直接進(jìn)行氧化偶聯(lián)制備酰胺。此反應(yīng)條件不用加堿，伯胺和仲胺效果都很好。
【Tetrahedron Letters, 2019, 60, 847 - 851】
在Ag(I)-NHCs催化下，腈在較溫和條件下水解得到伯酰胺。
【Tetrahedron, 2019, 75, 2637 - 2641】
NHC-Ag/Ru催化下，氫氣還原炔烴選擇性得到E-構(gòu)型烯烴。
【Chem. Commun., 2018, 54, 1291--1302】
在IMesAgCl催化下，α，β-不飽和醛進(jìn)行二聚反應(yīng)得到五元環(huán)和六元環(huán)內(nèi)酯。
【Eur. J. Org. Chem., 2017, 4140–4167】
在IPrAgCl催化下，重氮酯，芳醛和炔進(jìn)行[2 + 2 + 1]環(huán)加成反應(yīng)制備得到二氫呋喃。
【J. Org. Chem., 2015, 80, 12733-12739】
在Ag(NHC)催化下，醇類可以在各種控制條件下高產(chǎn)率分別得到醛，亞胺和酸。
【Org. Lett., 2014, 16, 3428-3431】
四、金氮雜環(huán)卡賓催化劑
在[IPrAuCl]/AgBF4催化下，炔丙基烯基醚進(jìn)行Claisen重排和氫芳基化反應(yīng)得到茚類化合物
【J. Org. Chem., 2019, 84, 6298-6311】
利用(NHC)(cyclopropenyl)gold(I)絡(luò)合物和[(IPr)AuX]反應(yīng)得到一種極高活性的烯丙基二金橋連中間體（allylium-1,1-diido-bridged digold intermediates）。并利用其和DMSO反應(yīng)得到[(Me)(Ph)(CCHC){Au(IPr)}2(SOMe2)]NTf2 。
【J. Am. Chem. Soc., 2019, 141, 4687-4695】
在K2S2O5作用下，NHC-Au催化芳基硼酸和二芳基碘鎓鹽反應(yīng)得到二芳基砜，碘鎓鹽中位阻更大芳基更容易轉(zhuǎn)移，生成產(chǎn)物砜。
【Org. Lett., 2019, 21, 974-979】
在IPrAuCl催化下，丙二烯和醇反應(yīng)制備烯丙醇。
【ACS Catalysis, 2018, 8, 8941 - 8952】
在不同的[AuCl3(NHC)]催化下，N-炔丙基酰胺可以得到不同的關(guān)環(huán)產(chǎn)物。
【Chem. Eur. J. 2017, 23, 7809–7818】
[AuCl(SIMes)]催化的DA/DA關(guān)環(huán)反應(yīng)。
【Synlett 2017, 28, 640–653】
在IPrAuCl催化下，炔氧化制備酮。
【J. Org. Chem., 2015, 80, 3538?3546】
