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在过去的几十年的时间中，催化剂在促进现代有机合成方面发挥着重要作用，使一些原本不能进行或不易进行的反应可以在温和的条件下进行，从而在很大的程度上促进了有机合成化学的发展。五氯化铌是黄白色单斜结晶，熔点204.7℃，沸点254℃，它是一种强路易斯酸，可以促进多种有机合成反应。近些年来，由于它在催化面的良好性能，受到全世界，尤其是印度、日本、巴西等国许多研究小组的重视。
五氯化铌主要用于有机合成。
1. 保护基团的形成和裂解
1）醇和酚的选择性乙酰化：由于在酸性或碱性条件下稳定，在多步有机合成中羟基常被转化成乙酸酯。在各种乙酰化的试剂中乙酸酐是最便宜和最常用的试剂。室温下，以二氯甲烷为溶剂，在五氯化铌催化下，各种类型的醇（酚）与乙酸酐反应生成相应的乙酸酯。
2）醇和酚的四氢吡喃化：四氢吡喃醚（THP）由于廉价、易脱保护、且在各种条件下如强碱、金属氢化物、格氏试剂、烷基化试剂、酰化试剂以及在氧化条件下都较稳定，因此常被用在多步有机合成中用作羟基的保护基。多种形式的醇（酚）与二氢吡喃在路易斯酸五氯化铌催化下，发生反应生成相应的四氢吡喃醚。
3）硅醚的形成：羟基很活泼，容易发生酰化、氧化、烷基化、失水等反应。常用保护羟基的方法之一是生成硅醚。三甲基硅基醚具有不易被氧化、热稳定性高、粘度低和易制备等优点，在有机合成中得到广泛应用。在五氯化铌催化下，醇（酚）与六甲基二硅胺烷在二氯甲烷中反应，高收率得到相应的三甲基硅醚：
4）醛和乙酐反应形成 ：1,1-二乙酸酯由于在中性、碱性及酸性条件下都比较稳定，在复杂化合物的合成中，1,1-二乙酸酯常被用作起始反应物或中间体。1,1-二乙酸酯通常是在酸催化下，醛与乙酸酐反应得到。由醛和乙酸酐在五氯化铌催化下，生成相应的 1, 1-二乙酸酯。
5）胺和硫醇的选择性乙酰化：胺或硫醇与乙酸酐在二氯甲烷中，在五氯化铌催化下，在室温下即可发生选择性乙酰化。在催化量的五氯化铌(10mol%)存在下，各种脂肪胺、芳胺及硫醇都可以发生选择性乙酰化。该反应产率高，条件温和，并使得反应时间缩短。
6）醚脱保护成醇：由于易引入且易形成稳定的化合物，对某些反应来说 Cl CH2℃H3常被用来保护羟基。但是-CH2℃H3的脱去却常常需要强酸性环境。RO-CH2℃H3在中性条件下，由五氯化铌催化，即可脱保护生成相应的醇或酸。
2. 还原反应
1）亚胺的还原二聚：醛亚胺在室温下，在五氯化铌催化下被金属锌还原二聚成连二胺。作者发现在无锌粉的条件下，该反应无法发生；在没有五氯化铌的条件下，产率只有 74%。而在二者的共同作用下，产率却可以高达 97%。
2）C-F 键的断裂：C-F 键是组成有机分子的最强的键之一，C-F 键不易断裂，不仅从有机化学的观点看，而且从环境化学的关于有机化合物脱卤的观点看都是一个难点。单氟取代芳香化合物在五氯化铌催化下被氢化锂铝被还原为芳烃。
3）烷基芳基醚的选择性去烷基化：烷基芳基醚的去烷基化是有机合成中最重要的反应之一。一些强的路易斯酸和亲核试剂被用作该类反应的催化剂。经过研究发现五氯化铌对碳氧键的断裂是有选择性的，并且取得较好的收率。
4）由炔和醛制备丁二烯：炔在五氯化铌催化下被金属锌还原，然后再经过三步反应生成带有取代基的 1,3-丁二烯。
3. 加成反应
1）羰基化合物的硅氰化反应：氰醇是有机合成中的一类重要中间体。它们可以转化成许多有用的化合物，通常由羰基化合物与三甲基硅氰反应再经过水解得到。在五氯化铌催化下，羰基化合物与三甲基硅氰在室温且无溶剂的条件下即可以发生反应生成 α-氰基硅醚。
2）烯丙基化反应：Lewis 酸促进下烯丙基三甲基硅烷与羰基化合物之间的烯丙基化反应（Sakurai 反应），是形成碳 C－C 键的重要方法之一。在五氯化铌催化下，醛与烯丙基硅烷可以发生 Sakurai 反应。
在五氯化铌催化下，以二氯甲烷为溶剂，在-15℃ 下并用氩气做保护的条件下，醛与烯丙基三正丁基锡烷反应生成高烯丙基化合物。
3）α-羟基膦酸酯衍生物的制备：由于 α-羟基膦酸酯衍生物具有重要的生物和药物活性，如抗病毒，抗菌，抗癌，杀虫以及抗 HIV 蛋白酶，因此它们在有机和药物化学方面引起广泛的重视。在五氯化铌和三甲基氯硅醚（TMSCl）共同作用下，在室温且无溶剂的条件下，由醛（或酮）与亚磷酸二乙酯或亚磷酸三乙酯反应生成 α-羟基磷酸酯的反应。
4）α-氨基膦酸酯衍生物：由于 α-氨基膦酸酯与相应的 α-氨基酸、杂环膦酸酯以及 ω-氨基膦酸酯结构类似，且具有重要的生物和药物活性，因此近些年来受到广大化学工作者的重视。研究发现在五氯化铌催化下，加热至 60 ℃ 且无溶剂的条件下，芳醛、芳胺与亚磷酸二乙酯发生反应生成 α-氨基膦酸酯。
5）β-酮酯的合成 ：由于 β-酮酯既具有亲电的羰基，又具有亲核的碳，使它们成为是合成许多具有生物活性化合物的非常有用的中间体。重氮基乙酸乙酯与醛，在五氯化铌催化下，在二氯甲烷中发生反应，生成相应的 β-酮酯。
6）Mannich 反应：Mannich 反应是一个适用范围很广的形成 C-C 键的方法，因而在过去的几十年得到广泛应用。室温下，以五氯化铌为催化剂，以乙醇为溶剂，苯乙酮、芳醛和芳胺发生 Mannich 反应，生成各种药物和天然产物的中间体—β-氨基酮和 β-氨基羰基化合物。
7）Knoevenagel 缩合反应：Knoevenagel 缩合反应是形成 C-C 的重要方法之一。由于其反应产物广泛应用于制备许多天然产品、化妆品、香水及药物等，因而近些年来受到持续关注。醛和活性亚甲基化合物在五氯化铌催化并加热的情况下，生成 E-烯烃。该反应产率高，反应条件温和，适用于多种醛和活性亚甲基化合物的反应。
8）Diels-Alder 环加成反应：Diels-Alder 反应一次生成两个碳碳键和最多四个相邻的手性中心，所以在合成中很受重视。在合成中使用 Diels-Alder 反应，大大减少了反应步骤，提高了产率。自 1996年报道了在五氯化铌的催化下，环戊二烯和巴豆醛或异丁烯醛发生 Diels-Alder 反应以来，分别于 2002 年和2005 年报道了在五氯化铌催化下，不饱和烯酮和高反应活性的环戊二烯发生 Diels-Alder反应。2006 年，报道了在 NbCl5催化下，由巴豆醛和二烯在二氯甲烷中发生 Diels-Alder 反应合成了 cis-1,2-二甲基环己烯化合物。
4. 取代反应
1）亲核取代反应：在五氯化铌催化下，芳基醇与一些含杂原子化合物发生亲核取代反应。该反应产率高，反应时间短，室温下即可进行且没有苯基醇的副产物。
2）Ferrier 反应：烯糖是典型的烯醚，经过 Ferrier 重排反应得到 C-苷化产物，该反应一般在路易斯酸催化下进行。2005 年报道了在微波照射下，以五氯化铌为催化剂，乙腈为溶剂，一级醇（二级醇）与三氧乙酰基-D-葡萄稀糖反应生成 2,3-不饱和配糖物。
[1] CN201310437708.9五氯化铌催化制备顺-1-甲氧羰基-2-取代苯基-3,3-二腈环丙烷的方法
[2] 五氯化铌作为路易斯酸催化剂在有机合成中的应用