《Coordination Chemistry Reviews》：Tris(2-pyridylmethyl)amines as a versatile scaffold for sustainable catalysis: From coordination to conversion
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三(2-吡啶甲基)胺配体TPMA在过渡金属催化中应用广泛，重点综述其在CO2还原、水氧化、氢气析出及原子转移加成聚合等可持续催化反应中的高效催化体系，分析配体结构特性对金属活性中心调控的影响。
罗希特·库马尔·辛格（Rohit Kumar Singh）|内哈·库马里（Neha Kumari）|阿肖克·亚达夫（Ashok Yadav）|安贾尼·库马尔·潘迪（Anjani Kumar Pandey）
印度拉贾斯坦邦斋浦尔市马尼帕尔大学（Manipal University）物理与生物科学学院化学系，邮编302007
摘要
在过去的十五年里，研究团队对三(2-吡啶基甲基)胺（Tris(2-pyridylmethyl)amines，简称TPMA）配体的合成表现出日益浓厚的兴趣。这些配体经过多种空间和电子修饰，能够精细调节过渡金属配合物的反应性、选择性和性能。早期的研究主要集中在TPMA的合成、表征及其在分子识别、手性识别和阴离子检测等领域的应用。如今的研究趋势转向了从配位到转化的研究方向，利用TPMA配体在可持续催化领域开辟了新的可能性。
本文首次重点介绍了TPMA配体在过渡金属催化中的应用，并探讨了其在二氧化碳还原（CO?RR）、水氧化（OER）、氢气演化反应（HER）、氧转移反应、氮烯转移反应以及原子转移加成和聚合等催化过程中的作用。
引言
在配位化学领域，文献中报道了多种多齿配体。其中，三(2-吡啶基甲基)胺（TPMA）因其能够与多种过渡金属形成稳定的四齿配位键，并具有精确的几何结构，而成为最通用的配体之一，受到了广泛关注。其独特的结构特性使其在超分子结构构建和催化等领域得到了广泛应用。
催化的概念最早由瑞典科学家约恩斯·雅各布·贝采利乌斯（J?ns Jacob Berzelius）在180多年前提出。催化剂被定义为“在反应过程中不被消耗、但能加速反应速率的物质”。催化剂有多种形式，包括酶和小分子，但目前以过渡金属为基础的催化剂受到最深入的研究和最广泛的应用。过渡金属在催化中的主导地位源于其独特的反应性以及通过配体修饰来精细调节活性和选择性的能力。如今，人们对催化的认知正从传统方法转向可持续催化的方向。发展更可持续的催化技术时，通常会选用地壳中储量丰富的过渡金属。
本文首次重点探讨了锰（Mn）、铁（Fe）、钴（Co）、镍（Ni）、铜（Cu）、银（Ag）和锌（Zn）与TPMA配体结合的催化应用，包括锰在水氧化反应中的催化作用、铁在氧转移反应中的催化作用、锌和铜在酯水解反应中的催化作用、银配体在氮烯转移反应中的催化作用、钴配体在氢气演化反应中的催化作用、铜配体在原子转移加成和聚合反应中的催化作用，以及镍配体在二氧化碳还原和氧活化中的催化作用。
三(2-吡啶基甲基)胺（TPMA）配体的结构
三足配体是一类通过三个吡啶基团与中心氮原子相连的配体（见图1）。三(2-吡啶基甲基)胺（TPMA，N?L）是这类配体中最常见的成员。芳香环上的氮原子使得其与中心离子形成四个配位键成为可能，同时吡啶基团的电子和空间性质也可以通过取代基的修饰进行调控。
TPMA在催化中的应用
TPMA配体的真正优势在于其能够调节不同过渡金属的催化特性，从而实现多种应用。尽管TPMA具有稳定的四齿N-供体结构，但不同金属会赋予配合物独特的性质。锰和铁的TPMA配合物主要作为氧化催化剂使用，而钴的TPMA配合物则表现出其他催化功能。
与其他配体的比较
本文特别关注三(2-吡啶基甲基)胺配体及其金属配合物在催化中的应用。虽然TPMA在多吡啶和多胺类配体中表现优异，但其他成熟的配体（如2,2'-联吡啶（bpy）、1,10-菲罗啉（phen）和大环多胺）也在催化领域树立了传统标准。与刚性、平面的双齿配体（如联吡啶和菲罗啉）不同，TPMA具有更丰富的应用潜力。
结论与未来展望
近年来，围绕基于TPMA的过渡金属催化剂的研究和应用取得了显著进展。这类催化剂能够与多种过渡金属形成稳定的配合物，为创新催化过程开辟了新途径。配体的独特配位性质以及可调的空间和电子特性使得可以精确控制金属的几何结构，从而提升各种反应的效率。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。
