综述：含N,O-供体配体的钛基催化剂最新研究进展：合成策略与催化应用

本综述系统梳理了近二十年（2005–2025）含双齿、三齿及四齿N,O-供体配体钛配合物的高效合成策略，重点评述了其在开环聚合（ROP）、环氧化物与酸酐共聚、烯烃聚合、环氧化及磺化氧化等关键催化转化中的卓越性能，为开发低成本、高选择性钛基催化剂提供了重要参考。

Abstract

本综述引用超过200篇文献，重点介绍了过去二十年（2005–2025）报道的含双齿、三齿和四齿N,O-供体配体钛配合物的有前景的合成策略，及其在多种转化反应中的催化潜力，包括开环聚合、环氧化物与酸酐的共聚、烯烃聚合、环氧化、磺化氧化以及其他重要反应。

Introduction

在现代合成化学中，使用地球丰度高的金属进行催化已成为一个关键趋势。作为储量第二丰富的过渡金属，钛因其低毒性、生物相容性以及形成稳定配合物的能力，在分子合成中特别具有吸引力。钛配合物因其催化多功能性而广受认可，可参与各种有机转化，包括羰基化合物的亲核加成、烯烃聚合、环状酯的开环聚合、不饱和化合物的环氧化、杂环合成、烯醇化物化学、光催化、自由基反应、C–H活化、氧化还原催化、多组分偶联和氢官能团化反应。此外，钛配合物还表现出显著的生物活性，包括抗菌、抗癌、抗肿瘤、与DNA/BSA（牛血清白蛋白）结合、抗结核和抗氧化活性。金属-配体配位稳定了这些配合物并微调其性质，从而扩展了它们在催化和生物领域的潜力。本综述重点介绍了一些最有前景的体系，并鉴于对含N,O-供体配体的钛配合物配位化学日益增长的兴趣，探讨了它们在不同催化平台上的潜力。迄今为止，N,O-供体配体设计方面的显著进步使其得以广泛应用于钛催化，这些配体在调节钛中心周围的电子和空间环境方面起着决定性作用，从而提高了催化活性和选择性。这些配体的一个特别有趣的特性是它们配位的灵活性，可以呈现不同的齿数，从双齿、三齿到四齿甚至多齿框架。这种配体齿数的变化提供了可控的催化和立体选择性。较高齿数的配体通常能增强配合物的稳定性，而较低齿数的配体则为金属中心提供更开放的配位点。此外，各种手性配体已被证明能够增强各种催化反应中的立体选择性。本综述主要关注希夫碱（Schiff base）配体，全面概述了由各种N,O-供体配体体系支持的钛催化剂的最新进展。同时，也肯定了非希夫碱配体在钛催化中的贡献。文中讨论的配体体系包括Salen及其他Salen型配体、N-杂环卡宾、脒基化合物、吡啶酮酸盐、哌嗪、氨基二醇、二烷醇胺、二醇盐、羟基茚满酮-亚胺、苯氧基-亚胺、肼、氨基酚盐、硅基亚氨基酚盐、苯并三唑酚盐、水杨基苯并恶唑和树枝状配体。通过汇编和分析2005年至2025年间发表的大量研究，我们旨在为理解钛催化的现状提供有价值的资源。

Catalytic performance of titanium complexes

文献综述表明，钛配合物在成本效益高的催化领域取得了显著进展。以下部分涵盖了该领域一些最重要的贡献，重点介绍了合成高效钛催化剂的策略，以及它们在ɛ-己内酯（CL）、丙交酯（LA）和其他环状酯的开环聚合（ROP）、环氧化物与酸酐的共聚、烯烃聚合、包括环氧化和磺化氧化在内的氧化反应等方面的应用。

Conclusion

本综述汇编了钛催化领域的重大进展，重点介绍了基于N,O-供体配体设计高效钛催化剂的简便合成策略，及其在各种转化反应中的应用，包括CL、L-LA、D-LA、rac-LA的开环聚合，CHO（环己烯氧化物）、PO（环氧丙烷）、SO（环氧苯乙烯）的共聚，烯烃聚合，磺化氧化和环氧化，以及若干其他 miscellaneous 反应。N,O-供体配体与钛离子螯合的能力，通过调节金属中心的电子和立体特性，显著影响了催化剂的性能和选择性。研究表明，配体的齿数和结构刚性在决定催化效率、聚合物的分子量分布以及立体化学结果方面起着至关重要的作用。含N,O-供体配体的钛催化剂在合成可生物降解聚合物、精细化学品以及具有潜在生物活性的分子方面展现出巨大潜力。未来的研究可能会集中在开发更具可持续性的催化过程、探索新的配体架构以增强对映选择性控制，以及将这些催化剂应用于更广泛的有机合成和材料科学领域。

Declaration of competing interest

作者声明，他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系，这些利益或关系可能影响本文报道的工作。

Acknowledgements

作者感谢印度北阿坎德邦阿尔莫拉Soban Singh Jeena大学校区化学系主任提供了所需设施。