烯丙基胺是天然产物、农用化学品和药物中普遍存在的结构基序。因此，许多研究都致力于开发有效的构建方法。过渡金属催化的碳氮键形成是合成烯丙基胺和其他含氮化合物的有力工具。二烯和联烯的后过渡金属催化的氢化胺化能够通过区域选择性碳氮键的形成，由简单的起始原料直接和原子经济地合成烯丙基胺。炔烃也是通过炔烃原位异构化为丙二烯进行转化的可行底物。值得注意的是，这种方法将底物范围限制在使用烷基取代的炔烃。另一种催化氢化氨基烷基化策略的特点是在简单炔烃和胺原料的α-碳之间形成碳碳键。虽然这种转化的化学计量变体已被很好地确立，但催化变体至今仍是未知的。

氢氨基烷基化，其中胺的α-C-H键被添加到烯烃上，可以被后过渡金属、前过渡金属和光催化剂催化。早期过渡金属经常被忽视，但由于其丰富和低成本而具有吸引力。虽然炔烃的催化氢化氨基烷基化以前是未知的，但化学计量反应是由Buchwald首创的，并由Norton和其他人进一步发展(方案1a)。将各种烷基和芳基取代的炔烃插入锆氮烷的锆碳键中，形成了可观察到的五元金属环。插入产物的含水后处理提供了α，β，γ-烯丙基胺产物C，以及化学计量量的氧化锆副产物。值得注意的是，这些化学计量研究表明，炔烃插入第4族金属氮丙啶可以在室温下实现，但催化翻转不能在任何条件下实现。

尽管作者的小组和其他小组已经实现了N，E螯合的早期过渡金属络合物在烯烃加氢氨基烷基化催化方面的进展，但这些体系均未显示与炔烃底物的反应性。为了应对这一挑战，作者考虑了从烯烃氢氨烷基化催化剂的研究中获得的机理见解，其中DFT计算揭示了类似于B的五元金属环中间体的质子化。这个高能过渡态需要胺配位到配位饱和的金属中心。作者假设，使用胺配位不超过优选配位数的催化剂将降低质子化的障碍，并允许与具有挑战性的炔烃底物反应的催化转化。最近，作者报道了使用Zr（NMe₂）₄作为催化剂，将烯烃与空间上需要的N-（三甲基甲硅烷基）胺进行加氢氨基烷基化反应。在氢化胺化催化中，作者发现带有束缚双(脲)配体的锆络合物(见方案2)很容易形成七配位络合物，该络合物可用于中性胺的配位，以实现所需的缔合催化周转步骤。近日，温哥华不列颠哥伦比亚大学Laurel L. Schafer课题组，发现了一种已知的束缚双(脲)锆络合物催化炔烃的氢氨基烷基化生成烯丙基胺(方案1b)，可能部分是通过使胺配位用于质子化分解步骤。这些机理见解得到了模型催化中间体的表征和反应性研究的支持，并提出了初步的底物范围研究。J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 20566−20571

最初的研究是通过合成模型复合物开始的，该模型复合物利用束缚的双(脲)配体(方案1)来研究炔烃氢氨基烷基化所涉及的化学计量转化。混合烷基酰胺络合物是金属氮丙啶的已知前体。因此，通过在室温下将1当量的N-(三甲基甲硅烷基)苄胺引入到相应的二苄基络合物的甲苯溶液中来制备络合物1(方案2，顶部和S4页)。以71%的收率分离出无色结晶固体形式的六配位体1，并对其进行了完全表征。向配合物1的C6D6溶液中加入吡啶，通过假定形成七配位物种，诱导通过β-H提取消除甲苯。在室温下，观察到从无色到橙色的立即变化，将该溶液加热至65 ℃1小时，得到深红色溶液。使用1H核磁共振光谱，观察到1的氨基和苄基配体的诊断亚甲基共振消失，伴随着1当量甲苯的形成。此外，对应于苄基氢的4.18 ppm的新单线态和对应于吡啶的2，6-Hs的两组宽信号支持2的形成。从适用于x光衍射的冷己烷中生长的晶体证实了2的分子结构(图1，左侧)。七配位锆氮烷2具有扭曲的五边形双锥几何结构，氮丙啶部分位于轴向位置。用一个模型锆氮烷中间体，研究了氢化氨基烷基化的炔烃插入步骤。

在室温下，将1当量的二苯基乙炔加入到2的甲苯溶液中，立即导致颜色从红色变为无色。1H核磁共振波谱显示2的苄基共振消失，在5.73ppm出现新的单线态，与五元金属环3的形成一致(方案2，右)。此外，配位吡啶确保保留七配位络合物。使用从冷己烷中生长的晶体，通过x光结晶学(图1，右)证实了3的结构。配合物3具有扭曲的五边形双锥几何结构，炔烃底物形成赤道Zr1-C3键。由于中性吡啶供体配位在锆碳键旁边，3在配位仲胺的存在下被引发质子化。

为了探索质子化步骤，将3溶解在C6D6中，并用3.5当量的吡咯烷处理(方案2，底部)。在室温下5分钟后，1H核磁共振波谱显示完全消耗3并形成已知的配合物4，吡啶，和4.90 ppm的对应于烯丙基胺5a的苄基氢的新双合物。这些结果表明，使用简单的胺底物，而不是质子化学计量处理，可以实现容易的产物释放。我们提出由束缚的双(脲)配体稳定的空间开放的配位球促进了这种反应性。最重要的是，所描述的化学计量反应提供了催化炔烃氢氨基烷基化的框架(方程式1)。在C6D6中使用原位催化剂生成方案，用11摩尔% Zr(NMe 2)4和10摩尔%双(脲)醇，在145℃下，N-(三甲基甲硅烷基)苄胺与二苯基乙炔反应24小时，产生所需的烯丙基胺5a，产率为60%，由1H核磁共振光谱测定(等式1)。此外，观察到氢化胺化作为副反应，以14%的产率产生相应的烯胺5b。还形成了其他几个不明次要产物。

以前使用束缚的双(脲酸)锆催化剂进行炔烃与仲胺的加氢胺化反应的工作表明，芳胺在加氢胺化反应中没有反应性。64，65因此，通过使用N-苄基苯胺作为加氢氨基烷基化底物，避免了加氢胺化产物，并且在24小时后以82%的产率产生了所需的烯丙基胺作为唯一的有机产物(方程式1)。

使用N-苄基苯胺作为基准胺底物，在与等式1相同的条件下，研究了几种二芳基乙炔。用给电子基团或吸电子基团(7-10)取代一个苯基的4个位置，虽然CF3取代的炔烃(63%)的产率有更明显的降低，但产率还是有所降低。在每种情况下，区域选择性可以忽略不计。相反，由于吡啶基氮的导向能力，用2-吡啶基(11)取代苯基取代基导致一个区域异构体的唯一形成。然而，由于在锆(NME 2)4预催化剂活化时与二甲胺的竞争性氢化胺化，观察到产率显著降低。更极化的1-苯基-1丙炔以中等的产率(12)给出了良好的区域选择性，而环己基取代的变体(13)提供了产率的增加，尽管没有观察到显著的区域选择性。对12和13中区域异构体分布的比较表明，空间效应和电子效应都会影响反应的区域选择性。事实上，1-苯基-2三甲基甲硅烷基乙炔，既有电子偏压又有空间偏压，只形成一个区域异构体(14)。

使用二苯基乙炔作为炔烃也研究了胺底物的几种变化(表2)。用甲基取代苯胺部分的4-位得到了与未取代的N-苄基苯胺相似的结果(84%产率，15%)。随着反应时间的延长，相应的氯取代大大降低了产率(16)，而氟取代芳烃仅略微降低了产率(17)。相比之下，用甲基(18)取代苄基片段的4-位需要48小时的反应时间才能达到72%的产率，而氯(19)和氟(20)取代仅在24小时内就得到与15相当的产率。这种效应可能是由于更多缺电子苄基的苄基碳氢键的键离解能降低。还获得了19的固态分子结构，证实其被指定为E异构体。总的来说，在初步的底物范围扫描中，胺和炔烃底物上的给电子和吸电子取代基都是容许的。

总之，可以实现炔烃的催化氢化氨基烷基化以得到烯丙基胺产物。发现带有有利于形成七配位络合物的束缚双(脲)配体的锆络合物促进催化反应所需的化学计量转化。模型中间体的分离和表征表明，锆中心的空间可用性在促进插入反应和挑战催化转化所需的质子化反应中起着作用。该系统还可以催化炔烃氢氨基烷基化。通过使用更多的缺电子芳基胺作为胺底物来抑制氢化胺化反应，可以提高α，β，γ-烯丙基胺的产率。胺和炔烃底物上的几个给电子基团和吸电子基团是可容忍的，以得到所需的产物。未来的方向集中在反应机理的详细研究上，包括拴系的双(脲)配体在促进催化转化中的特殊作用。这些机理的见解将被用来修改配体设计，以提高这种氢氨基烷基化反应的活性、区域选择性和立体选择性，这为制备烯丙基胺提供了一种新的途径。