单原子催化剂具有100%的原子利用率、较大的比表面积以及明确的催化活性中心，是连接均相催化和多相催化的桥梁。自该概念于2011年首次提出以来，便引发了领域内的广泛关注。目前单原子催化剂主要应用于能源小分子气体的催化转化、燃料电池材料以及一些简单的有机反应，如氧化还原反应或化学键的偶联等，但就目前而言，有机反应类型仍然有所局限。

烯烃的催化转化是有效构建新的化学键的重要方式，利用单原子催化剂实现烯烃的转化亦是非常重要的研究热点。近日，华中科技大学唐从辉课题组实现了温和条件下烯烃碳碳双键断裂胺化反应，通过条件控制可获得肟醚或者腈类化合物。

单原子钴催化剂根据前期发展的双金属有机框架（BMOF）策略，经高温热解，形成原子级高度分散的钴催化剂。经一系列仪器表征表明其结构中没有形成明显的纳米颗粒，钴以高度分散的单原子形式存在。

作者首先研究了对称的1，2-二苯乙烯为模板底物，对反应条件进行筛选，在单原子钴催化剂作用下，吸电子羟胺为氧化剂和氮源，在酸性条件下，实现了C=C键的断裂，得到两分子肟醚。在底物普适性方面，各种电性取代的反式和顺式对称烯烃，以及各种吸电子基团取代的羟胺均能适用该催化体系。当使用不对称烯烃、三取代烯烃时，可得到两种肟醚产物。此外，该反应还适用于复杂天然分子的后期修饰，在天然产物分子中成功引入肟醚。值得注意的是，对得到的肟醚进一步使用碳酸铯处理，可实现N-O键断裂，得到腈类化合物。对于其他离去基团的β-苯乙烯类底物，如β-硼酸苯乙烯、β-溴代苯乙烯、β-硝基苯乙烯等，将这类分子进行混合，可以一步实现肟醚的构建。

经一系列机理实验，作者提出了一种可能的自由基途径。首先，羟胺对钴催化剂配位得到氮宾中间体A，随后一步转化为氮自由基中间体B，进而与烯烃发生自由基加成/自由基重组，得到邻二胺中间体C，最后，在酸作用下发生C-C键断裂，生成肟醚。

综上所述，华中科技大学唐从辉课题组开发了高度分散的金属钴催化/酸促进催化体系，实现了烯烃C=C键断裂合成肟醚。该反应条件温和，适用范围广泛。机理实验表明其经历关键的自由基加成过程。该项工作为单原子催化剂在有机合成胺化反应中的应用提供了新的思路。