酰胺类化合物是生物体系及药物研发中的核心结构单元，在制药工业和基础研究中具有广泛的应用。在众多构建酰胺键的方法中，通过光氧化还原催化实现的甲酰胺化反应因其条件温和、官能团兼容性好而备受关注。然而，在支链烯烃的官能团化过程中，如何实现区域选择性的精准调控——即根据需求分别得到热力学稳定的内烯烃产物或动力学占优的端烯烃产物一直是合成化学领域亟待攻克的难题。支链烯烃分子中存在化学环境相近的烯丙位氢原子（Ha与Hb），由于其键解离能差异微小，现有催化体系往往难以实现高选择性的氢原子转移（HAT），导致产物区域异构体混杂，严重制约了其在复杂分子合成及药物化学中的应用价值。
近日，大连理工大学赵剑楠课题组报道了一种钴肟（cobaloxime）催化的区域发散性氢原子转移策略，以支链烯烃和汉斯酯为底物，通过单一催化体系的可控切换，高效实现了乙烯基和烯丙基酰胺产物的选择性合成。研究团队巧妙地利用钴肟催化剂配体的电子效应与位阻效应，精确调控催化剂对相近C–H键的识别能力：富电子钴肟优先攫取酸性更强的Ha氢原子，生成热力学稳定的内烯烃产物；而空间位阻较大的钴肟则倾向于攫取位阻更小的Hb氢原子，得到动力学占优的端烯烃产物。该方法操作简便、条件温和，为区域发散性烯烃官能团化提供了全新思路。
研究团队将该方法成功应用于天然产物(−)-arctigenin的不对称全合成：以二烷基取代烯烃的区域选择性甲酰胺化为关键步骤，经铑催化不对称硼氢化、氧化及关环等后续转化，最终以简洁的路线完成了目标分子的合成，其光谱数据及比旋光度与文献报道完全吻合。此外，该方法还可实现多肽N-末端的选择性甲酰胺化修饰，为生物活性肽的功能化改造和新药候选分子的开发提供了有力工具。
通过自由基钟实验、气相色谱氢气检测、KIE实验以及控制实验，系统验证了反应的自由基机理及钴肟催化循环。
该工作以“Cobaloxime-catalysed regiodivergent hydrogen atom transfer for alkenyl and allylic carbamoylation with branched alkenes”为题发表在《Nature Communications》上。大连理工大学化学学院赵剑楠特聘研究员、加州大学洛杉矶分校K. N. Houk教授和沈阳化工大学苏俊琪讲师为共同通讯作者，大连理工大学博士研究生姜子煜和加州大学洛杉矶分校博士研究生单靖然为共同第一作者，大连理工大学为第一完成单位。该工作得到了国家自然科学基金、辽宁省自然科学基金的资助，感谢大连理工大学分析测试中心的支持。
