技术文章

NiCl2(dppf)：性质、合成与催化应用

· · 发布于 2026年10月16日 · 更新于 2026年10月16日 ·

[1,1'-双(二苯基膦)二茂铁]二氯化镍(II)是一种成熟的镍(II)配位配合物，含有双齿dppf配体，是现代合成化学中广泛应用于过渡金属催化交叉偶联反应的高效预催化剂。

系统命名: [1,1'-双(二苯基膦)二茂铁]二氯化镍(II)
常用缩写: NiCl2(dppf)
金属中心: 镍(II)，d8平面四方构型
配体: 1,1'-双(二苯基膦)二茂铁（dppf），双齿膦配体
主要催化反应: Kumada、Negishi、Suzuki-Miyaura及Heck型交叉偶联反应
产品编号: D101071
储存条件: 在惰性气氛下、避光防潮条件下于室温或低温储存

化学特性与物理性质

[1,1'-双(二苯基膦)二茂铁]二氯化镍(II)，通常缩写为NiCl₂(dppf)，是一种有机金属配位配合物，其中镍(II)中心由双齿膦配体1,1'-双(二苯基膦)二茂铁（dppf）螯合，并与两个氯离子配位。镍中心周围的几何构型近似为平面四方形，与d⁸电子构型一致。

dppf配体因二茂铁骨架而具有较大且灵活的咬合角，能够适应催化循环中氧化加成和还原消除步骤对镍几何构型的要求。二茂铁单元还赋予配合物良好的氧化还原性质和热稳定性。

该化合物通常呈深红色至棕红色晶体或微晶固体。它对水分和长时间暴露于空气敏感，应在惰性气氛（氮气或氩气）下操作，以保持催化活性。它可溶于常见极性非质子溶剂，如二氯甲烷、四氢呋喃和DMF。

合成与制备

NiCl₂(dppf)通常通过在惰性气氛下，在二氯甲烷或乙醇等适宜溶剂中，将无水氯化镍(II)与dppf配体反应制备。dppf对NiCl₂的双齿配位在热力学上是有利的，经后处理和重结晶后可以高收率得到纯净产物。

由于该配合物在合成和储存过程中对空气和水分敏感，建议在制备和操作中使用Schlenk技术或手套箱环境。纯化后的配合物可在惰性气体保护下以固体形式在室温或冰箱中长期储存，只要严格排除水分，不会发生明显分解。

包括阿拉丁科学（SKU：D101071）在内的商业供应商提供高纯试剂级NiCl₂(dppf)，使研究人员在大多数合成应用中可直接使用，无需额外纯化。

交叉偶联催化中的作用机制

NiCl₂(dppf)作为预催化剂，在催化循环开始时原位还原为具有催化活性的Ni(0)物种。这种还原通常通过与反应混合物中存在的有机金属试剂（如格氏试剂或有机锌物种）反应来实现。

镍催化交叉偶联的一般催化循环经历三个关键基元步骤：

氧化加成：Ni(0)(dppf)物种插入芳基或烷基卤化物亲电试剂的C–X键，形成Ni(II)氧化加成配合物。
转金属化：有机金属亲核试剂（如RMgX、RZnX、RB(OR')₂）将其有机基团转移至镍中心，取代卤素。
还原消除：镍上的两个有机基团发生C–C键形成的还原消除，释放偶联产物并再生Ni(0)催化剂。

dppf配体的大咬合角对促进还原消除尤为有利，使NiCl₂(dppf)对于具有挑战性的偶联底物（如含β-氢的烷基卤化物）特别有效，而在其他情况下竞争性β-氢消除可能是个问题。

在合成化学中的应用

NiCl₂(dppf)是一种多功能预催化剂，广泛应用于学术界和工业研究中的多种交叉偶联转化：

Kumada偶联：格氏试剂与芳基、乙烯基或烷基卤化物偶联形成C–C键。NiCl₂(dppf)对烷基格氏试剂与伯烷基卤化物的偶联尤为有效。
Negishi偶联：有机锌试剂与有机卤化物的偶联，与Kumada条件相比，官能团兼容性更好。
Suzuki-Miyaura偶联：尽管钯催化剂在Suzuki偶联中更为常见，但镍-dppf体系在适当条件下也已被证明能催化硼酸偶联。
Heck型反应：烯烃插入Ni–芳基键发生迁移插入，形成取代烯烃。
亲电胺化与C–N键形成：NiCl₂(dppf)已应用于镍催化的C–N偶联反应。

该配合物尤其因其能够偶联具有挑战性的底物（包括未活化烷基卤化物和空间位阻较大的底物）而备受重视，在这些情况下钯催化剂可能效果较差或经济性较低。

操作、安全与储存建议

操作：NiCl₂(dppf)应在通风良好的通风橱中或使用标准Schlenk技术及手套箱在惰性气氛下称量和转移。镍化合物被归类为潜在致癌物和致敏剂；避免吸入粉尘或气溶胶，避免皮肤和眼睛接触。使用适当的个人防护装备，包括实验服、丁腈手套和安全护目镜。

储存：在惰性气体（N₂或Ar）保护下密封储存于室温或低温，避光防潮。不得与强氧化剂共同储存。

废弃处置：按照当地机构和法规关于重金属废物的规定处置含镍废物，不得倒入下水道。

急救：皮肤接触时，用肥皂和水彻底冲洗。眼睛接触时，立即用大量清水冲洗并就医。吸入时，转移至新鲜空气处。

建议研究人员在使用本化合物前查阅阿拉丁科学提供的安全数据表（SDS），以获取完整的危害信息。

常见问题

NiCl2(dppf)可以催化哪些类型的交叉偶联反应？

NiCl2(dppf)是Kumada偶联（格氏试剂）、Negishi偶联（有机锌试剂）及相关镍催化C–C和C–N键形成反应的有效预催化剂。它对偶联未活化烷基卤化物尤为有价值，其大咬合角dppf配体有助于关键的还原消除步骤。

应如何储存NiCl2(dppf)以保持其催化活性？

该配合物应在惰性气氛（N2或Ar）保护下密封储存于室温或冰箱中，避光防潮。暴露于空气和湿气会导致逐渐分解和催化性能下降。阿拉丁科学以适当包装供应该化合物，以便于正确储存。

NiCl2(dppf)可以替代钯基催化剂用于交叉偶联反应吗？

NiCl2(dppf)并非钯催化剂的通用替代品，但它提供了互补的反应性，特别是对于未活化烷基亲电试剂和sp3–sp2偶联，钯催化剂在这些方面可能效果较差。镍也比钯便宜得多，因此在底物范围允许的情况下，NiCl2(dppf)是一种经济上有吸引力的选择。

使用NiCl2(dppf)进行反应时推荐哪些溶剂？

NiCl2(dppf)在极性非质子溶剂（如四氢呋喃、DMF和二氯甲烷）中溶解良好，这些溶剂常用作反应介质。溶剂的选择取决于具体的偶联反应和所用试剂；四氢呋喃常用于Kumada偶联，而对于需要更高沸点的反应，DMF可能是首选。

参考文献

Hayashi, T.; Konishi, M.; Kobori, Y.; Kumada, M.; Higuchi, T.; Hirotsu, K. Dichloro[1,1'-bis(diphenylphosphino)ferrocene]palladium(II) and -nickel(II) as catalysts for cross-coupling reactions. J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 158–163.
Negishi, E. Magical Power of Transition Metals: Past, Present, and Future. Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 6738–6764.
Netherton, M. R.; Fu, G. C. Nickel-Catalyzed Cross-Couplings of Unactivated Alkyl Halides, Including Secondary Halides, with Arylboronic Acids. Angew. Chem. Int. Ed. 2002, 41, 3910–3912.
Beletskaya, I. P.; Cheprakov, A. V. The Heck Reaction as a Sharpening Stone of Palladium Catalysis. Chem. Rev. 2000, 100, 3009–3066.

产品仅供科研与开发使用，不用于人体、动物、诊断或治疗。

目录：技术文章

探索主题：交叉偶联膦配体有机金属化学镍催化二茂铁配合物

Da — 若无特别说明，分子量单位默认为道尔顿。 Mw — 重均分子量。 Mn — 数均分子量。