综述：胺类N-烷基化借氢方法学的最新进展

本综述系统梳理了近十年（2014-2024）催化借氢（BH）策略在胺类N-烷基化领域的发展，重点评述了非金属催化剂、均相/多相催化剂及电催化体系的创新突破，强调了该技术在提升反应选择性、拓展底物范围及实现绿色合成（水为唯一副产物）方面的重大价值，为可持续有机合成提供了重要参考。

　　

借氢催化策略的革命性意义

催化借氢（Borrowing Hydrogen, BH）方法学已成为现代有机合成领域颠覆性的技术范式，特别是在胺类N-烷基化反应中实现了原子经济性与绿色合成的双重突破。该过程以醇类作为烷基化试剂，通过催化剂活化醇分子提取氢源，最终生成目标胺化合物并以水作为唯一副产物，从根本上避免了传统烷基化工艺中卤代烷的使用及其带来的环境污染问题。

催化体系的多元化发展

近年来催化体系呈现爆发式创新态势。非贵金属催化剂（如Fe、Co、Ni配合物）通过配体工程调控电子结构，实现了与贵金属媲美的催化活性；多相催化剂（如负载型金属纳米颗粒）凭借优异的可回收性在连续流生产中展现巨大潜力；非金属分子催化剂（如有机硼化合物）突破了传统金属催化局限，为生物相容性合成提供新路径。特别值得注意的是电催化BH体系的兴起，通过电场调控氢转移过程，实现了常温常压下的高效转化。

反应机制的精细解析

借氢过程遵循三重催化循环：醇脱氢生成醛/酮、胺与羰基缩合形成亚胺中间体、亚胺加氢最终获得目标胺。关键突破在于对氢转移速率控制和亚胺加氢选择性的精准调控。例如钌络合物通过环金属化策略稳定反应中间体，锰催化剂借助PNP配体空间位阻抑制过度烷基化副反应。

应用范围的深度拓展

当前BH技术已突破传统脂肪胺合成范畴，成功应用于：①生物活性分子（如哌嗪类药物骨架）的后期功能化；②手性胺的不对称合成（通过手性配体控制立体选择性）；③含氮杂环（如吲哚、吡咯）的C-H烷基化。反应底物兼容性从伯醇延伸至仲醇、多元醇甚至生物质衍生醇类。

绿色化学指标的量化提升

现代BH工艺使原子利用率提升至90%以上，反应质量效率（RME）显著优于传统方法。电催化体系的引入进一步将能量效率提升至新高度，通过可再生能源驱动反应，真正实现“零碳排放”合成。

工业化应用与挑战

虽然BH技术已在多种药物中间体（如抗抑郁药帕罗西汀侧链）生产中实现公斤级应用，但催化剂成本、重金属残留控制以及气液固多相传质效率仍是规模化面临的挑战。多孔有机聚合物（POPs）封装催化剂和微反应器技术的结合可能是未来突破方向。

未来发展趋势

该领域正朝着三个维度深化发展：①开发智能响应型催化剂（如pH/光调控活性）；②发展生物-化学杂合系统（酶-金属协同催化）；③结合人工智能进行催化剂高通量筛选。这些创新将继续推动绿色制药工艺和精细化学品制造的范式变革。