氰基化反应研究在国外起步较早，如工业氨氧化合成芳香腈等。20世纪50年代初，首先开发出芳香烃氨氧化技术。1960年左右，日本率先实现了氨氧化制造芳香腈的工业化。随后，芳香腈生产技术逐渐发展，在世界各国都实现了工业化生产。国内有机氰化物的合成研究起步较晚，直到上世纪80年代以后才逐渐增多。60120

1  氰基化反应方法概述

目前传统工业化生产氰基化合物的方法主要有Rosenmund-von Braun 法[8]、Sandmeyer法[9]和氨氧化法[10]。Rosenmund-von Braun 法的明显缺点是使用CuCN作为氰化试剂，需要150~250 °C的高温，反应条件苛刻且底物耐受性差。而Sandmeyer 法则会在反应结束后造成的重金属浪费和污染。氨氧化法常见于大批量产品的工业生产中，但由于反应在高温高压下进行且底物范围有限，目前应用只局限于甲苯及其衍生物和甲基吡啶及其衍生物的氰基化反应中，而且反应中使用过量的氨。同时生产技术中也存在设备要求高、三废污染大等弊端。因此，探索和研究新型的氰基化反应方法及新型氰基化试剂，使之符合绿色化工的发展趋势，显得尤为迫切和重要。论文网

在有机合成中，通过C-C键的形成向有机化合物中引入氰基是最为常见和基本的方法。除传统氰基化方法之外，众所周知，卤代烃与氰基负离子的亲核取代反应以及氰基负离子对羰基化合物及亚胺的亲核加成反应是合成脂肪或芳香族卤化物以及α-羟(氨)基氰化物的重要方法[11]。1973 年, Takagi 等[12]首次发现了钯催化芳基碘化物及溴化物与氰化钾的氰基化反应，这种开创性的工作引领了国内外有机化学家们对过渡金属催化卤代芳烃的氰化反应的广泛研究。随后，在他们对反应机理的研究中表明，此反应历程为典型的转移金属化循环。零价钯首先与芳基卤化物氧化加成，再转金属，最后还原消除。但过量的氰基负离子会与二价钯形成稳定络合物，从而导致催化剂失活。进一步研究则表明，若在此体系中加入催化量的铜盐或锌盐可以极大地提高反应效率，这是因为此类过渡金属添加剂在该反应中作为载体起着传输氰基负离子的作用，可以与氰基负离子反应形成含共价键的氰化物种，再与芳基钯物种发生转金属。

近年来由于C-H活化反应研究的兴起，过渡金属催化的芳烃C-H活化氰基化反应开始成为氰基化反应研究的热点之一[13, 14]。C-H键直接官能团化反应由于其具有突出的优点和巨大的挑战性，被誉为“化学的圣杯”，吸引越来越多科学家的关注[15]。其中过渡金属催化的芳烃C-H活化氰基化反应避免了反应底物预官能团化的过程，符合绿色化学原子经济性的要求，是一种更具理论研究价值和现实意义的氰基化反应。

过渡金属催化C-H键的官能团化是构建碳-碳键、碳-杂键最有效、最直接的手段。2003年，Murahashi等[16]首次发现了钌催化的杂原子邻位sp3 C-H键的氧化氰基化反应（式4）。该反应使用氰化钠为氰基化试剂，氧气存在下实现了sp3碳-氢键氰化，反应机理上认为是在氧化条件下，三级胺可以形成亚胺中间体，被氰基负离子捕获从而生成氰基化产物。

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之后，研究者们受到类似的启发，探究了一系列催化体系，发现了2-苯基吡啶、芳基硼酸以及吲哚等一系列底物选择性碳-氢官能团化的有效催化条件。但与此同时，诸多作为氰源的化合物如NaCN, KCN, TMSCN以及K4[Fe(CN)6]等具有的高毒性，以及此类反应所造成的化学计量量重金属废物仍阻碍了它们在学术及大工业生产领域的广泛应用。

2  氰基化试剂