烷基化芳烃片段常存在与许多重要分子中。除了由过渡金属催化的传统烷基-烷基交叉偶联合成这些重要片段外，氢（氨）烷基化反应也是一种较为不错的选择。（Fig.1）。鉴于这种互补性，烯烃加氢烷基化的开发和改进具有重要意义。对于烯烃官能化过程来说，区域选择性是一个关键点。大多数过渡金属催化的氢烷基化反应产生了独特的马式选择性。相反，苯乙烯的反马式氢烷基化仍然有待发展。另一方面，碳-金属化策略可以解决这一区域化学挑战。然而，该方法的大部分仅适用于电子活化的迈克尔受体。且需要活泼的有机金属试剂。乙烯基芳烃的反马式氢氨烷基化已经取得了更大的成功，该反应需要特殊的配体和高压合成气来促进反应性和区域选择性。缺电子烯烃的反马式氢（氨）烷基化反应已经得到了很好的发展。然而此类反应主要限于高度极化的烯烃，例如迈克尔受体。
近日，德克萨斯大学奥斯汀分校的Kami L. Hull教授报告了通过光催化对各种乙烯基芳烃进行反马式氢烷基化和氢氨基烷基化的统一催化系统。为高价值烷基化芳烃片段的合成提供了新的思路。
机理猜测：如图所示，在光催化剂的作用下，生成的自由基加成到乙烯基芳烃中会生成苄基自由基。该中间体经过逐步或协同电子和质子转移将得到加氢烷基化产物。因此，氢原子转移试剂的选择可能是一个关键的反应参数。
条件筛选：考虑到这些设计原则，作者开始研究1,1-二苯基乙烯与苄基三氟硼酸钾的氢烷基化反应。主要对氢原子转移试剂的种类和当量进行了考察，结果表明以3当量的2-甲氧基苯酚为氢原子转移试剂，反应效果最好，产率可达到>99%。
底物拓展：在优化条件下，作者研究了氢烷基化反应的范围。1°和2°烷基三氟硼酸盐都具有反应性，可以以良好的收率得到所需的产物。烷基羧酸参与反应不需要外部氢源。与一级羧酸相比，二级和三级羧酸在优化条件下更具反应性。值得注意的是，叔酸可用于构建完全取代的碳中心。随后作者研究了叔胺的反应性。此类底物在SET氧化后发生氢原子位移，以在受阻最小的α位置形成α-氨基自由基。
与3°烷基胺相比，2°烷基胺的氧化电位更高。催化剂的高度氧化激发态在某些情况下也会氧化产物。为了克服这一限制，作者在胺中引入甲硅烷基团，这会导致氧化电位显着降低，因此，使用α三甲基甲硅烷基(TMS)胺可以显着拓宽氢氨基烷基化的范围，包括在产物中引入仲胺部分（Fig. 4）。
合成应用：如图所示，从容易获得的α-TMS胺开始，作者获得了几种γ-二苯胺，从而证明了该方法的合成潜力。
机理研究：作者在优化的氢化氨基烷基化条件下进行了一系列控制反应。在反应中加入TEMPO自由基抑制剂，发现反应被完全抑制，并检测到预期的TEMPO-烷基加合物，这表明该反应涉及到一个自由基过程。在标准条件下应用MeOD导致产品在苄基位置掺入93% D，而当反应在DMF-d7中进行时，未观察到在苄基位点掺入氘，证实转移氢原子可能来自添加剂的质子氢。
总结：Kami L. Hull教授发展了一种乙烯基芳烃的反马式氢（氨基）烷基化反应。该反应可以容忍电子多样化的乙烯基芳烃，合成一系列有价值的（氨基）烷基片段，这代表了对类似反应的高度极化缺电子烯烃底物的依赖的突破。机理研究支持反应中的质子转移模式。参考文献：https://doi.org/10.1038/s41467-021-26170-6
