研究背景
C(sp3)─C(sp3)键的构建是有机合成中一个重要的研究方向，广泛应用于药物合成、材料科学等领域。与传统的C─C键形成方法相比，直接利用C(sp3)─H化合物进行交叉耦合反应能够显著简化前期官能化步骤，且能够利用易得的原料，这使得这一反应在有机合成中具有重要的潜力。然而，未活化烯烃的氢烷基化反应仍然面临挑战，尤其是在底物缺乏导向基团或酸性C(sp3)─H键的情况下，反应效率较低，因此在这一领域取得的进展相对有限。有鉴于此，四川大学夏莹课题组以及Xiaolan Pu合作在Science Advances期刊上发表了题为“Hydroalkylation of unactivated olefins with C(sp3)─H compounds enabled by NiH-catalyzed radical relay”的最新论文。该团队设计了一种新的催化循环，将NiH催化的自由基中继策略与氢原子转移（HAT）过程相结合，实现了未活化烯烃与C(sp3)─H化合物的高效氢烷基化反应。他们通过引入氢原子转移促进剂，生成了具有核亲和性的烷基自由基，这些自由基与由烯烃底物和NiH催化剂生成的烷基金属中间体结合，从而形成了C(sp3)─C(sp3)键。该催化体系能够在温和条件下提供具有区域选择性和对映选择性的氢烷基化产物，并且具有广泛的功能基团兼容性。
研究亮点
（1）实验首次将NiH催化的自由基中继策略与氢原子转移（HAT）过程结合，成功实现了未活化烯烃与C(sp3)─H化合物的氢烷基化反应，得到了C(sp3)─C(sp3)键。
（2）实验通过使用HAT促进剂生成核亲和性的烷基自由基，该自由基与通过NiH催化剂与烯烃底物生成的烷基金属中间体耦合，从而实现了氢烷基化反应。反应条件温和且底物适用范围广，展现出较高的功能基团兼容性。
（3）该研究不仅在温和条件下成功实现了C(sp3)─C(sp3)键的形成，还通过催化剂的有效控制，获得了具有区域选择性和对映选择性的氢烷基化产物。
图文解读
结论展望
本研究通过将NiH催化和氢原子转移（HAT）过程结合，提出了一种全新的未活化烯烃氢烷基化方法，成功实现了C(sp3)─C(sp3)键的高效构建。该方法突破了传统氢烷基化反应中对特定引导基团和酸性C(sp3)─H键的依赖，开创了通过自由基中继策略在温和条件下实现未活化烯烃的氢烷基化反应。通过引入HAT促进剂，研究者能够有效地生成烷基自由基，并与NiH催化剂中间体反应，形成目标产物。这一创新机制不仅拓宽了烯烃氢烷基化的底物适用范围，还在区域选择性和对映选择性上展示了良好的调控能力，为未来的催化反应提供了新的思路。Jiang-Ling Shi et al. ,Hydroalkylation of unactivated olefins with C(sp3)─H compounds enabled by NiH-catalyzed radical relay.Sci. Adv.10,eads6885(2024).DOI:10.1126/sciadv.ads6885
