综述：钴催化烯烃与亲核试剂的氢官能团化实现sp3-sp3偶联

（编辑推荐）本综述系统阐述了钴催化烯烃氢官能团化构建sp3-sp3键的创新策略，涵盖C-N/O/S/F键的立体选择性形成机制，突破传统交叉偶联对预官能化底物的依赖。通过金属氢转移（MHAT）和自由基-极性交叉（radical-polar crossover）途径，为药物分子中饱和碳中心合成提供原子经济性新思路。

　　

钴催化烯烃氢官能团化的突破性进展

1. 引言
过渡金属催化的烯烃氢官能团化已成为构建sp³-sp³键的革命性策略。相较于传统交叉偶联反应需使用化学计量的亲核/亲电试剂，钴催化剂通过氢原子转移（HAT）生成烷基钴中间体，再经氧化剂介导与亲核试剂结合，实现高效、高选择性的碳-杂原子键构筑。这一过程巧妙规避了预官能化步骤，为复杂分子修饰提供捷径。

2. 碳-氮键形成
Shigehisa课题组开创性地利用N-氟吡啶盐/硅氧烷体系，实现烯烃分子内氢胺化，高效构建氮杂环丁烷至氮杂环庚烷。机理研究表明，钴(IV)-烷基中间体的立体专一性SN₂取代是关键。Zhang团队进一步开发动态动力学拆分策略，以手性钴-salen催化剂实现吡咯烷的不对称合成，对映体过量值（ee）高达99%。在电化学钴催化领域，Kim团队通过调控电压选择性捕获碳正离子，完成烯丙基磺酰胺的环化，为四元氮杂环合成开辟新途径。

3. 碳-氧键突破
Pronin团队报道的钴催化三级烯丙醇环氧化反应颠覆传统认知，通过烷基钴(IV)中间体实现氧原子精准插入。Shigehisa课题组则利用硅烷位阻调控立体化学，实现四氢呋喃衍生物的对映选择性合成（ee>90%）。值得注意的是，Carreira团队发现溶剂极性可控制N-酰基磺酰胺的环化路径，在非配位溶剂中优先形成五/六元环状酰亚胺酯。

4. 碳-硫/氟键创新
在碳-硫键构筑方面，硫酯作为隐蔽硫醇等价物的策略颇具巧思，通过钴催化实现硫杂环戊烷/己烷的一锅法合成。Lin团队近期发展的光催化/钴协同体系更以Et₃N·3HF为氟源，完成烯烃氢氟化反应，为¹⁸F标记药物开发提供实用工具。

5. 未来展望
当前该领域仍存在三大挑战：1）C(sp³)-C(sp³)偶联体系亟待开发；2）硅烷依赖性制约官能团兼容性；3）双立体中心控制尚未突破。将电催化、光氧化还原等新兴模式与传统钴催化结合，或将成为解决这些瓶颈的关键。随着机理研究的深入，这类策略在天然产物全合成和药物后期修饰中的应用价值将加速释放。