近年来，杂芳烃化合物的直接C–H芳基化在化学领域受到了广泛关注[1]。与传统交叉偶联反应不同，这种方法不需要预功能化步骤，从而减少了化学试剂的使用量，缩短了反应时间，并降低了环境影响。这些优势使得C–H芳基化在制药、农用化学品和材料科学等领域中的应用尤为吸引人。尽管具有潜力，但由于一些技术挑战，该方法的广泛应用仍受到限制。传统的钯（Pd）催化剂通常对空气和湿气非常敏感[2]，容易降解，并且通常需要惰性条件以及昂贵的膦配体。这些限制阻碍了它们在大规模或工业应用中的使用。此外，某些底物在使用这些催化剂时可能会产生低转化率或不需要的副产物[[3], [4], [5]]。为了解决这些问题，Organ及其同事在2006年引入了一类新的钯催化剂——PEPPSI复合物（Pyridine-Enhanced Precatalyst Preparation, Stabilization and Initiation）[6]。这类复合物包含一个与钯中心配位的强健的N-杂环卡宾（NHC）配体以及一个吡啶配体，既提高了稳定性又增强了催化性能。PEPPSI型催化剂易于制备、结构可调，并适用于多种反应。PEPPSI复合物最显著的特点是它们的实用性和用户友好性[[7], [8], [9], [10], [11]]。它们具有很强的耐空气和湿气稳定性，且商业上容易获得，适用于学术和工业规模的应用。此外，这些催化剂由于强大的Pd–NHC键而具有较高的反应速率和优异的选择性[[12], [13], [14]]，这有助于催化循环中的关键步骤[[15], [16], [17], [18]]。这一特性在处理难反应或不易反应的底物时尤为有利。最近的研究表明，Pd–PEPPSI复合物在直接C–H芳基化反应中表现出色，尤其是在五元杂芳烃体系上，能够实现高产率和区域选择性[5]。Pd–PEPPSI催化剂在可持续催化领域取得了显著进展，尤其是在促进原子经济性方面。它们的成功主要在于能够实现高效的化学转化，同时最大限度地减少废物的产生并最大化反应物原子在最终产品中的利用率。
一个值得注意的例子是开发了易于制备、磺化的、水溶性的PEPPSI-Pd-NHC催化剂，用于有氧水相的铃木-宫浦（Suzuki–Miyaura）交叉偶联反应。化工行业对廉价、安全、环境友好的反应介质（如水）的兴趣日益增加，进一步凸显了这些催化剂的重要性。这类介质在安全性、可用性和降低环境影响方面具有显著优势。此外，水溶性Pd-NHC复合物能够在室温下水溶液中促进铃木-宫浦反应，显著降低了能耗和资源需求，从而促进了更可持续的合成过程[[18], [19], [20], [21], [22], [23], [24]]。在钯催化的C–C键形成反应中，基于直接激活C–H键的方法比传统方法具有更高的原子经济性。通过消除底物预卤化或有机金属中间体制备的需要，这些策略减少了副产物的生成，确保了大部分反应物原子保留在目标产物中。这不仅提高了原子的利用率，还减少了废物的产生[[25], [26], [27], [28], [29], [30], [31], [32], [33], [34], [35], [36], [37], [38], [39]]。此外，这些催化剂在温和条件下通常表现良好，甚至在露天环境中也能发挥作用，这突显了它们相对于传统膦基系统的优越性[3]。本研究探讨了Pd–PEPPSI复合物在杂芳烃化合物直接C–H芳基化反应中的性能，并评估了配体结构对催化效率和选择性的影响。研究结果支持Pd–PEPPSI复合物是多功能且可靠的催化剂，具有广泛的学术研究和工业应用潜力。
