烯烃的水解反应表示碳 – 碳双键上的NH键的添加。用于这些反应的活性底物包括未活化的烯烃，乙烯基芳烃，丙二烯和应变的烯烃。含氮反应物的范围包括胺，唑和N-保护的底物。已经使用了各种催化剂，包括碱金属，碱土金属，过渡金属和镧系元素。
介绍
由于含氮化合物在生物和药物应用中的重要性，碳 – 氮键构建方法至少已经研究了150年。氢化，在碳 – 碳π键上加入HNR 2，原则上是合成这类化合物的最原子经济的方法之一。烯烃，丙二烯和二烯（可以是分子间或分子内）的催化加氢反应得到胺，亚胺和烯胺（方程1）。
（1）
胺底物的范围包括氨，伯和仲脂族和芳族胺，唑类，肼和
N-保护的胺。过渡金属，稀土和碱金属催化剂已经成功应用，尽管适当选择催化剂取决于不饱和和胺基质。
通常，加氢胺化存在选址（Markovnikov / anti-Markovnikov）和对映选择性的问题。位点选择性是不饱和底物以及催化剂的函数。对映选择性加氢胺化的范围非常广泛; 然而，特定的催化剂体系通常限于相当窄范围的底物。
机制与立体化学
流行机制
烯烃加氢的机理很大程度上取决于所用的催化剂体系。包括正电性元素（例如碱金属，碱土金属和稀土金属）的催化剂通常通过金属 – 酰胺物质进行操作，所述金属 – 酰胺物质经历亲烯加成到烯烃（方程式2）。[2]这种添加的位点选择性取决于烯烃的取代：而脂族烯烃通常经历马尔科夫尼科夫添加，由于所得苄型金属中间体的稳定化，芳族烯烃更常参与抗马尔可夫尼科夫的添加。
（2）
由第4族金属催化的丙二烯的氢化作用通过涉及金属
亚氨基中间体（方程式3）的不同机理进行。
[3]在形成双酰胺前体后，α-消除产生金属亚氨基物质，其与丙二烯底物进行[2 + 2]环加成反应。然后质子化产生具有额外酰胺配体的烯酰胺配合物; α-消除然后再生金属 – 亚氨基物种。
（3）
由过渡金属催化的加氢胺化机理不像上面讨论的机理那样容易理解。尽管如此，通常认为这些反应涉及通过NH插入的胺活化或通过π-配位的烯烃活化。由铱（I）络合物催化的降冰片烯的分子间加氢胺化提供了前者的例子（方程式4）。
[4]胺的氧化加成后，插入烯烃并还原消除。
（4）
第9族和第10族金属络合物倾向于通过烯烃活化途径反应，所述烯烃活化途径涉及烯烃与金属中心的配位和胺在配位烯烃上的外部攻击（方程式5）。
[5]产物的形成可以通过质子转移到金属中心然后还原消除或β-氨基烷基配体的直接质子化来进行。
（5）
范围和限制
烯烃加氢的范围非常广泛，包括未活化和活化的烯烃以及伯和仲烷基和芳基胺。然而，这种广泛的底物范围伴随着几乎同样广泛的潜在催化剂体系。因此，在选择理想的催化剂时，必须仔细考虑烯烃和胺底物的性质。例如，后过渡金属催化剂通常与碱性烷基胺不相容并且需要N-保护的或苯胺基质。
小的未活化的烯烃通常需要苛刻的条件以进行分子间加氢，特别是当使用氨时。[6]催化剂分解通常是烷基胺与未活化烯烃反应中的重要问题。另一方面，较少碱性的苯胺更易于与未活化的烯烃反应; 例如，基于三氯化铑的催化剂体系在乙烯与苯胺的反应中是有效的（方程式6）。[7]
（6）
未活化的烯烃在分子内加氢反应中具有显着更高的反应性，因此可用催化剂的范围更广泛。稀土金属催化剂是氨基烯烃分子内反应最活跃的（方程式7）。
[8]在这些反应和使用碱金属或碱土金属催化剂的相关反应中观察到独特的
外型选择性。
（7）
早期过渡金属催化剂在氨基烯烃的分子内加氢反应中也是有效的（方程式8）。
[9]在这种情况下，即使在束缚烷基链中不存在孪位取代基，也能有效地发生环化。
（8）
虽然控制位点选择性可能很困难，但共轭会显着提高烯烃在乙烯基芳烃中的反应性。例如，金属钠催化将伯或仲脂族胺加入苯乙烯中，具有抗马尔可夫尼可夫选择性（方程9）。
[10]
（9）
乙烯基芳烃的分子内反应类似于上述未活化的氨基烯烃的反应进行。基于稀土金属的催化剂是最活跃的并且与
外部选择性反应（方程式10）。
[11]
（10）
尽管1,3-二烯在加氢胺化中显示出与乙烯基芳烃相当的反应性，但1,2-或1,4-加成的可能性使这类反应复杂化。已知后过渡金属催化剂催化苯胺1,4-加成到非环1,3-二烯（方程11）。
[12]烷基胺的相关反应显示缺乏位点选择性和二烯低聚的问题。
[13]
（11）
烯烃可以进行加氢胺化以得到烯胺，亚胺或烯丙基胺。早期过渡金属催化剂如钛半夹心亚氨基络合物
1仅促进亚胺的形成（方程12）。
[14]
（12）
后过渡金属催化剂在烯丙基胺的形成中更具活性。例如，金（I）
N-杂环卡宾配合物
2催化在室温下将
N-保护的胺加入取代的丙二烯中（方程13）。
[15]
（13）
与共轭烯烃和累积烯一起，应变烯烃代表被激活向加氢胺化的第三类底物。与丙二烯类似，亚甲基环丙烷可在加氢胺化时提供亚胺，烯胺或烯丙基胺。例如，稀土金属配合物催化亚甲基环丙烷的加氢胺化，得到具有开环的亚胺（方程14）。
[2]
（14）
类似于丙二烯的反应，后过渡金属催化剂与取代的亚甲基环丙烷反应得到烯丙胺（方程式15）。
[16]
（15）
对映选择性氢化
对映选择性加氢胺化反应是构建包含碳 – 氮键的立体中心的有效手段。目前，分子间对映选择性加氢胺化比分子内反应更具挑战性，后者已被更彻底地研究。
镧系催化剂是最早发现的氨基烯烃对映选择性环化的催化剂; 然而，这些催化剂的不良配置稳定性限制了它们的实用性。稀土配合物如（R）-3克服了这种限制，并且在由Thorpe-Ingold效应辅助的底物的对映选择性环化中具有高活性（方程16）。[11]
（16）
钯（II）预催化剂与SEGPHOS衍生物
4的组合产生用于对映选择性Markovnikov将苯胺加成到乙烯基芳烃的催化剂（方程17）。
[17]早期过渡金属催化剂在此背景下提供反马尔科夫尼科夫产品。
（17）
稀土配合物（
R）
-3还催化乙烯基芳烃的对映选择性环化（方程式18）。
[18]早期过渡金属在氨基烯烃的环化中通常优于其他催化剂。
（18）
在手性金催化剂存在下观察到氨基丙二烯的对映选择性环化。甚至手性抗衡离子也可以促进立体诱导，正如由非手性金（I）催化剂和手性磷酸根阴离子（方程式19）催化的
N-保护氨基丙二烯的环化所证明。
[19]
（19）
合成应用
分子内加氢胺化反应已经应用于生物碱的合成，尽管这些实例中的大多数使用非手性催化剂并涉及外消旋或缩放产物混合物。例如，钕催化剂用于抗惊厥剂地佐环平的合成中氨基烯的分子内加氢胺化（方程式20）。[20]所述起始材料的刚性结构使得能够发生在中等温度和反应时间进行反应。
（20）
内部氨基烯烃的分子内加氢反应通常需要苛刻的反应条件，但相关氨基二烯的反应是一种有吸引力的替代方案。产物中出现的双键的氢化产生与内烯烃的加氢胺化获得的相同的产物。例如，稀土配合物（
S）
-5- Sm用于通过氨基二烯中间体（方程21）合成（
S） – （+） – 乙烯基。
[21]
（21）
与其他方法的比较
在不可能直接加氢胺化的情况下，可以采用间接方法，包括加入HY，然后用Y取代氨基。尽管相对缺乏原子经济性，但采用这些间接方法时，有时可以更好地控制场地选择性。例如，硼氢化/胺化代表了反马尔可夫尼科夫直接加氢胺化的替代方案（方程式22）。[22]在所示的序列中，对映选择性催化硼氢化之后进行烷基化，以形成使用亲电氯胺更具反应性的三烷基硼烷和胺化。
（22）
概念上相关的序列涉及羟基化反应，然后是亲电子胺化。
[23]
Cope加氢胺化反应不需要催化剂，以高立体选择性进行，并且适用于在直接加氢胺化中挑战底物的高度取代的烯烃（方程23）。[24]该反应的合成应用仅限于单取代的羟胺，如二取代的羟胺反应可逆，得到Ñ -oxides。许多肼和羟胺对氧化的敏感性也具有显着的局限性。
（23）
在氨基共聚反应中，汞（II）可以促进胺加成到烯烃中。通过还原剂如硼氢化钠（方程24）促进汞取代氢。
[25]马氏选择性通常观察和反应的范围包括范围广泛的非活化烯烃和胺，包括的
ñ -保护的胺。尽管它们具有明显的实用性，但汞盐的剧毒性质是这些反应中的一个重要问题。
（24）
实验条件和程序
典型条件
用于加氢胺化的各种催化剂体系排除了关于反应条件的显着概括，但惰性气氛和干燥溶剂普遍用于涉及有机金属物质的反应中。溶剂应在使用前进行新鲜蒸馏。
示例程序[17]
（25）
[（
R）-BINAP）] 在手套箱中将Pd（OTf）
2（103mg，0.10mmol）悬浮在甲苯（0.5mL）中。将悬浮液置于小瓶中，用含有PTFE隔膜的盖子密封，并从手套箱中取出小瓶。通过注射器将4-（三氟甲基）苯乙烯（258mg，1.50mmol）和苯胺（93mg，1.00mmol）加入到反应混合物中，然后在室温下搅拌72小时，吸附在硅胶上，并分离产物通过用EtOAc /己烷（1：9）洗脱，得到标题化合物（212毫克，80％，ER 90.5：9.5（S））：
1 H核磁共振（CDCl
3，400 MHz）的δ1.44（
d，
Ĵ = 6.8 Hz，3H），3.90-4.05（
br s，1H），4.4（
q，
J= 6.8 Hz，1H），6.39（
d，
J = 7.6 Hz，2H），6.59（
t，
J = 7.6 Hz，1H），6.99-7.05（
m，2H），7.40（
d，
J = 8.0 Hz，2H ），7.49（
d，
J = 8.0 Hz，2H）;
13 C NMR（CDCL
3，100兆赫）δ24.4，52.6，112.5，116.9，122.2，124.8，124.9（
q，
Ĵ = 4.2赫兹），125.4，128.5，146.1，148.7。通过毛细管GLC分析测定对映体纯度：
t R（
S）48.7分钟，
t R（
R）49.4分钟（全甲基化β-环糊精手性固定相柱）。
