氮原子是许多重要化学功能团的组成部分，如胺类、酰胺类和N-杂环等，这些功能团在制药、农药、天然产物、材料和化工等多个领域具有广泛的应用。与传统的氮化合物合成方法相比，利用烯烃进行氢氨化反应提供了一种有效的替代方法，因为烯烃具有较高的丰度。然而，这一方法仍面临着选择性差、反应条件苛刻等问题，因此提高其反应选择性和效率成为了一项重要的挑战。
为了解决这些问题，德国明斯特大学Armido Studer课题组在Nature Synthesis期刊上发表了题为“Iron-catalysed radical Markovnikov hydroamidation of complex alkenes”的最新论文。该团队设计并合成了新的自由基氨化试剂，并成功应用于复杂烯烃的氢氨化反应。通过采用这种新型氨化试剂，研究人员能够显著提高反应的选择性和反应产物的收率，尤其是在复杂天然产物的合成中展现出了极高的适用性和优异的立体选择性。
该方法的成功应用不仅丰富了烯烃的氢氨化反应机制，还为氮化合物的合成提供了新的思路和技术路线。此外，利用该方法，还能够实现15N标记的氨基化反应，为后续的研究提供了丰富的工具和实验数据。
该团队的研究结果表明，通过精心设计氨化试剂和优化反应条件，可以有效克服传统方法中的局限性，为氮化合物的合成开辟了新的技术路径。因此，这一研究成果在合成化学及天然产物合成领域具有重要的应用前景。
图1：烯烃的氢氨化和水合作用。
图2：使用烯烃1a作为模型底物的自由基氨化/酰胺化试剂的演变。
图3：复杂烯烃（包括天然产物）在铁催化下的氢酰胺化反应范围。
图4：氰胺功能团的化学转化。
图5：放大合成、15N标记、机理研究及拟议机理。
本文通过设计和优化自由基氨化试剂，可以在温和条件下实现复杂烯烃的高效氢酰胺化反应。特别是，通过调节自由基受体的电子效应和空间效应，成功开发出基于偶氮化合物的理想氨化试剂，这为烯烃的氢功能化反应提供了新的方法。该策略不仅具有广泛的官能团耐受性和高选择性，还能够应用于复杂天然产物的后期合成，显示出其在合成化学中的巨大潜力。
此外，15N标记的氢酰胺化试剂的易于制备为同位素标记研究提供了便捷的途径，进一步拓展了该方法的应用范围。更为重要的是，氰胺功能团的可转化性使得这一方法在化学合成中具有更广泛的适用性。总体而言，这一工作为有机合成提供了一种新颖且实用的工具，特别是在制药和材料科学领域，具有广阔的应用前景。
Huang, M., Daniliuc, C.G. & Studer, A. Iron-catalysed radical Markovnikov hydroamidation of complex alkenes. Nat. Synth (2025). https://doi.org/10.1038/s44160-025-00792-w