自由基介导双C—H键转化的烯烃官能团化反应研究进展

doi:10.6023/cjoc202512049

有机化学 ›› 2026, Vol. 46 ›› Issue (4): 1440-1463.DOI: 10.6023/cjoc202512049 上一篇下一篇

综述与进展

自由基介导双C—H键转化的烯烃官能团化反应研究进展

于琛^a, 李宁^a, 薛琦^a, 李杨^a^,^*(), 汪苇航^b^,^*(), 李金恒^a^,^c^,^*()

^a 青岛科技大学化工学院青岛 266042
^b 中南大学湘雅二医院感染科湖南省病毒性肝炎临床医学研究中心湖南省病毒性肝炎临床医学研究中心长沙 410011
^c 河南师范大学化学化工学院新乡 453007

收稿日期:2025-01-31 修回日期:2026-02-04 发布日期:2026-03-06
通讯作者: 李杨, 汪苇航, 李金恒
基金资助:
国家自然科学基金(22001108); 国家自然科学基金(22271245); 江西省科技计划项目(20243BCE51084); 江西省科技计划项目(20242BAB25126); 山东省泰山学者建设工程专项(tsqn202408199); 河南师范大学化学化工学院开放研究基金(2021ZD01)

Recent Advance in Radical-Mediated Functionalization of Alkenes via Dual C—H Bond Conversion

Chen Yu^a, Ning Li^a, Qi Xue^a, Yang Li^a^,^*(), Weihang Wang^b^,^*(), Jinheng Li^a^,^c^,^*()

^a College of Chemical Engineering, Qingdao University of Science and Technology, Qingdao 266042
^b Clinical Research Center for Viral Hepatitis in Hunan Province, Department of Infectious Diseases, The Second Xiangya Hospital of Central South University, Central South University, Changsha 410011
^c School of Chemistry and Chemical Engineering, Henan Normal University, Xinxiang 453007

Received:2025-01-31 Revised:2026-02-04 Published:2026-03-06
Contact: Yang Li, Weihang Wang, Jinheng Li
Supported by:
National Natural Science Foundation of China(22001108); National Natural Science Foundation of China(22271245); Jiangxi Provincial Science and Technology Project(20243BCE51084); Jiangxi Provincial Science and Technology Project(20242BAB25126); Taishan Scholars Construction Projects of Shandong Province(tsqn202408199); Open Research Fund of School of Chemistry and Chemical Engineering, Henan Normal University(2021ZD01)

文章分享

摘要/Abstract

C—H键作为有机化合物的基本结构单元, 实现其直接转化一直是有机化学核心研究内容之一. 自由基凭借其高活性特质和良好的官能团耐受性, 在C—H键转化中展现出显著优势, 受到了化学研究者的广泛关注. 其中自由基介导双C—H键转化的烯烃官能团化反应得到了迅速发展, 已成为快速构建复杂分子的有效工具. 按照C(sp³)—H/ C(sp²)—H、C(sp²)—H/C(sp²)—H和C(sp³)—H/C(sp³)—H等三种转化途径进行分类, 综述了近年来自由基介导双C—H键转化的烯烃官能团化反应研究进展, 对反应机理和底物普适性进行了重点描述, 并对该领域的应用前景进行了展望.

关键词: 自由基, 烯烃, C—H键, 烯烃双官能团化反应

As a fundamental structural unit of organic compounds, the direct transformation of C—H bond has long been one of the core research topics in organic chemistry. These radical reactions exhibit significant advantages in transformation of C—H bond due to their high reactivity and excellent functional group tolerance, attracting extensive attention from chemists. In particular, the radical-mediated functionalization of alkenes via dual C—H bond conversion has undergone rapid development and emerged as a powerful tool for the efficient construction of complex molecules. Herein, the recent advance in radical- mediated functionalization of alkenes via dual C—H bond conversion is summarized, categorized by three distinct pathways of C(sp³)—H/C(sp²)—H, C(sp²)—H/C(sp²)—H and C(sp³)—H/C(sp³)—H transformations. Reaction mechanisms and substrate scope are highlighted, and the future application potential of this research area is further discussed and prospected.

Key words: radical, alkene, C—H bond, alkene difunctionalization

引用此文

于琛, 李宁, 薛琦, 李杨, 汪苇航, 李金恒. 自由基介导双C—H键转化的烯烃官能团化反应研究进展[J]. 有机化学, 2026, 46(4): 1440-1463.

Chen Yu, Ning Li, Qi Xue, Yang Li, Weihang Wang, Jinheng Li. Recent Advance in Radical-Mediated Functionalization of Alkenes via Dual C—H Bond Conversion[J]. Chinese Journal of Organic Chemistry, 2026, 46(4): 1440-1463.

导出引用 EndNote|Reference Manager|ProCite|BibTeX|RefWorks

分享此文

图/表 27

图式1. 铁催化的氧化烯烃1,2-烷基芳基化反应

Scheme 1. Fe-catalyzed oxidative 1,2-alkylarylation of alkenes

图式2. 路易斯酸催化的N-芳基丙烯酰胺串联环化反应

Scheme 2. Lewis acid-catalyzed cascade cyclization reaction of N-arylacrylamides

图式3. 活化烯烃与简单烷烃的烷基芳基化反应

Scheme 3. Alkylarylation reaction of activated alkenes with simple alkanes

图式4. 可见光诱导直接合成烷基化吲哚酮

Scheme 4. Visible-light-induced direct synthesis of alkylated oxindoles

图式5. 光催化羟烷基自由基环化反应

Scheme 5. Photocatalyzed hydroxyalkyl radical cyclization reaction

图式6. 自由基串联烷基化/环化反应合成 3,3-二烷基取代吲哚酮

Scheme 6. Cascade radical alkylation/cyclization for synthesis of 3,3-dialkyl substituted oxindoles

图式7. 含O烷烃与烯烃参与的1,2-甲酰芳基化反应

Scheme 7. Formylarylation of alkenes with O-containing alkanes via 1,2-difunctionalization

图式8. 基于氢原子转移策略的串联环化反应

Scheme 8. Hydrogen atom transfer (HAT)-enabled tandem cyclization reaction

图式9. 电催化CH2Cl2的烷基芳基环化反应

Scheme 9. Electrocatalytic alkylarylation-cyclization reaction with CH₂Cl₂

图式10. N-芳基丙烯酰胺与γ,σ-不饱和丙二酸酯的电化学环化反应

Scheme 10. Electrochemical annulation of N-arylacrylamides with γ,σ-unsaturated malonates

图式11. 醇与N-丙烯酰基苯甲酰胺参与的串联加成/环化反应

Scheme 11. Tandem addition/cyclization reaction of alcohols with N-acryloylbenzamides

图式12. 光诱导 LAILs-LMCT 实现N-丙烯酰基苯甲酰胺与烷烃的自由基串联烷基化/环化反应

Scheme 12. Radical-cascade alkylation/cyclization of N-acryloylbenzamides benzamides with alkanes via photoinduced LAILs-LMCT

图式13. 双重C—H键裂解的烯烃氧化烷基芳基化反应

Scheme 13. Oxidative alkylarylation of alkenes via dual C—H bond cleavage

图式14. 苄位C—H键官能化实现的氧化还原中性烯烃双官能团化反应

Scheme 14. Redox-neutral alkene difunctionalization via benzylic C—H functionalization

图式15. 烯烃的多组分偶联C(sp³)—H/C(sp²)—H键官能化反应

Scheme 15. Multicomponent coupling C(sp³)—H/C(sp²)—H bond functionalization of alkenes

图式16. C(sp3)—H/C(sp2)—H官能化的电化学烯烃烷基芳基化反应

Scheme 16. Electrochemical alkylarylation of alkenes via C(sp3)—H/C(sp2)—H functionalization

图式17. 过渡金属催化苯乙烯的双芳基化反应

Scheme 17. Transition-metal-catalyzed diarylation of styrenes

图式18. 富电子芳香烃参与的双官能团化反应

Scheme 18. Difunctionalization with electron-rich aromatic hydrocar bons

图式19. 醛参与的双C(sp²)—H串联环化反应

Scheme 19. Aldehyde-involved dual C(sp²)—H bond cascade cyclization reaction

图式20. N-芳基丙烯酰胺参与的过渡金属催化级联反应

Scheme 20. Transition-metal catalyzed cascade reactions of using N-aryklacrylamide as one of reactants

图式21. 活化烯烃与芳醛参与的双C(sp²)—H串联环化反应

Scheme 21. Dual C(sp²)—H cascade cyclization reaction involving activated alkenes and aromatic aldehydes

图式22. 丙烯酰胺与醛的级联双官能化反应

Scheme 22. Difunctionalization of acrylamide with aldehyde in a cascade process

图式23. 烯烃与芳醛或脂肪醛的级联环化反应

Scheme 23. Cascade cyclization of alkenes with aromatic/aliphatic aldehydes

图式24. 烯烃与两种不同C(sp³)—H键的1,2-双烷基化反应

Scheme 24. 1,2-Dialkylation of alkenes with two distinct C(sp3)—H bonds

图式25. 有机电催化实现烯烃直接环丙烷化反应

Scheme 25. Organoelectrocatalysis enables direct cyclopropanation of alkenes

图式26. 电化学介导非活化烯烃的分子间环丙烷化反应

Scheme 26. Electrochemically mediated intermolecular cyclopropanation of unactivated alkenes

图式27. 轻质烷烃的转化与烯烃的不对称双碳官能化反应

Scheme 27. Transformation of light alkanes and asymmetric dicarbofunctionalization of alkenes.

参考文献 41

[1]	(a) Davies, H. M. L.; Dick, A. R. In Topics in Current Chemistry, Vol. 292, Eds.: Yu, J.Q.; ShiZ. J., Heidelberg, 2010, p. 380.
	(b) Shang, X. J.; Liu, Z. Q. Acta Chim. Sinica 2015, 73(12), 1275 (in Chinese).
	(尚筱洁, 柳忠全, 化学学报, 2015, 73(12), 1275.)
	(c) Gulías, M.; Mascareñas, J. L. Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55(37), 11000.
[2]	(a) Girard, S. A.; Knauber, T.; Li, C. J. Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53(1), 74.
	(b) Liu, B.; Romine, A. M.; Rubel, C. Z.; Engle, K. M.; Shi, B. F. Chem. Rev. 2021, 121(24), 14957.
	(c) Lu, M. Z.; Goh, J.; Maraswami, M.; Jia, Z. H.; Tian, J. S.; Loh, T. P. Chem. Rev. 2022, 122(24), 17479.
[3]	(a) Smidt, J.; Hafner, W.; Jira, R.; Sieber, R.; Sedlmeier, J.; Sabel, A. Angew. Chem. 1962, 74(3), 93.
	(b) McDonald, R. I.; Liu., G. F.; Stahl.S. S. Chem. Rev. 2011, 111(4), 2981.
	(c) Li, Y.; Han, Y. F.; Li, J. H. Handbook of CH-Functionalization, Wiley, VCH, Weinheim, 2022, pp. 1-32.
	(d) Zhou, Z. L.; Zhang, Y.; Cui, P. Z.; Li, J. H. Chem. Eur. J. 2024, 30, e202402458.
	(e) Wang, C. R.; Zhang, W. Y.; Yu, C.; Li, Y.; Li, J. H. Chin. J. Chem. 2025, 43(24), 3676.
	(f) Yue, B. T.; Wu, X.-X.; Zhu, C. Chin. J. Org. Chem. 2022, 42(2), 458 (in Chinese).
	(乐柏佟, 吴新鑫, 朱晨, 有机化学, 2022, 42(2), 458.)
	(g) Tan, Y. B.; Shu, H. B.; Huang, H. W. Chin. J. Org. Chem. 2025, 45(6), 2086 (in Chinese).
	(谭永波, 舒洪波, 黄华文, 有机化学, 2025, 45(6), 2086.)
[4]	Wei, W. T.; Zhou, M. B.; Fan, J. H.; Liu, W.; Song, R. J.; Liu, Y.; Hu, M.; Xie, P.; Li, J. H. Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52(13), 3638.
[5]	Zhou, M. B.; Wang, C. Y.; Song, R. J.; Liu, Y.; Wei, W. T.; Li, J. H. Chem. Commun. 2013, 49(92), 10817.
[6]	Zhou, S. L.; Guo, L. N.; Wang, H.; Duan, X. H. Chem.-Eur. J. 2013, 19(39), 12970.
[7]	Lu, M. Z.; Loh, T. P. Org. Lett. 2014, 16(18), 4698.
[8]	Zhao, Y. P.; Sharma, N.; Sharma, U. K.; Li, Z. H.; Song, G. H.; Van der Eycken, E. V. Chem.-Eur. J. 2016, 22(17), 5878.
[9]	Zhang, M. Z.; Li, W. T.; Li, Y. Y.; Wang, Q.; Li, C.; Liu, Y. H.; Yin, J. X.; Yang, X.; Huang, H. S.; Chen, T. Q. J. Org. Chem. 2021, 86(21), 15544.
[10]	Chen, Y.; Song, W. H.; Zhou, Z. X.; Zhang, Z. Y.; Liu, K.; Zeng, X. F.; Han, X. Y.; SynOpen. 2023, 7(2), 154.
[11]	Xia, D.; Li, Y.; Miao, T.; Li, P. H.; Wang, L. Green Chem. 2017, 19(7), 1732-1739.
[12]	Xu, D. P.; Yu, Y. L.; Huang, F.; Zhou, S. L.; Zhang, W. Asian J. Org. Chem. 2022, 11: e202200131.
[13]	Ye, L.; Xu, H. B.; Yu, J.; Yan, H.; Wang, M.; Li, P. H. Asian J. Org. Chem. 2025, 14: e202400554.
[14]	Ou, W.; Zhang, G. Q.; Wu, J.; Su, C. L. ACS Catal. 2019, 9(6), 5178.
[15]	Hou, H.; Ou, W.; Su, C. L. J. Org. Chem. 2024, 89(6), 4120.
[16]	Chen, L.; Jiang, K.; Zeng, G. H.; Yin, B. L. Org. Lett. 2022, 24(49), 9071.
[17]	Jha, A. K.; K. L, G.; Yatham, V. R. J. Org. Chem. 2025, 90(12), 4440.
[18]	Dai, Y. Y.; Cui, M.; Li, X. Q.; Chen, H. M.; Xu, X. S. New J. Chem. 2023, 47(12), 5780.
[19]	Zhang, W. Y.; Xu, Q. H.; Xue, Q.; Cheng, X. L.; Cai, Y. T.; Li, J. H.; Li, Y. Org. Lett. 2024, 26(33), 6939.
[20]	Huang, L.; Sun, J.; Sun, B. X.; Song, S. J.; Li, J. J. Chem. Commun. 2024, 60(36), 4818.
[21]	Zhang, T.; Ren, X. X.; Li, J. K.; Wang, Y. H.; Wang, B.; Chen, Z. R.; Xia, Y.; Wu, S. F.; Liu, C. J.; Zhang, Y. H. Org. Lett. 2024, 26(48), 10259.
[22]	Jiang, H. M.; Sun, Q.; Jiang, J. P.; Qin, J. H.; Ouyang, X. H.; Song, R. J. Adv. Synth. Catal. 2022, 364(16), 2772.
[23]	Zhong, L. J.; Xiong, Z. Q.; Ouyang, X. H.; Li, Y.; Song, R. J.; Sun, Q.; Lu, X.; Li, J. H. J. Am. Chem. Soc. 2021, 144(1), 339.
[24]	Ouyang, X. H.; Hu, M.; Song, R. J.; Li, J. H. Chem. Commun. 2018, 54(87), 12345.
[25]	Su, R. K.; Li, Y.; Min, M. Y.; Ouyang, X. H.; Song, R. J.; Li, J. H. Chem. Commun. 2018, 54(96), 13511.
[26]	Zheng, C. G.; Yan, F. P.; Liu, Y. M.; Chen, R.; Zheng, K. T.; Xiao, H.; Li, X. X.; Feng, Y. S.; Fan, S. L. Org. Lett. 2022, 24(29), 5462.
[27]	Zhang, T. T.; Xue, Q.; Zhang, W. Y.; Zhong, X.; Liu, Y. L.; Li, Y.; Li, J. H. J. Org. Chem. 2025, 90(9), 3232.
[28]	Ma, Y. Y.; Zhang, D. C.; Yan, Z. Y.; Wang, M. Y.; Bian, C. L.; Gao, X. L.; Bunel, E. E.; Lei, A. W. Org. Lett. 2015, 17(9), 2174.
[29]	Babu. K. R.; Chen. C. W.; Li. Y. J.; Bao. H. L. Chin. J. Org. Chem. 2017, 37(5), 1160.
[30]	Qin, J. H.; Luo, M. J.; An, D. L.; Li, J. H. Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60(4), 1861.
[31]	Zhou, M. B.; Song, R. J.; Ouyang, X. H.; Liu, Y.; Wei, W. T.; Deng, G. B.; Li, J. H. Chem. Sci. 2013, 4(6), 2690.
[32]	Gong, W.-W.; Xu, L.; Ji, T.; Xie, P.; Qi, X. Y.; Pittman, C. U.; Zhou, A. H. RSC Adv. 2014, 4, 6854.
[33]	Jia, F.; Liu, K. S.; Xi, H.; Lu, S. L.; Li, Z. P. Tetrahedron Lett. 2013, 54(47), 6337.
[34]	Ji, P. Y.; Zhang, M. Z.; Xu, J. W.; Liu, Y. F.; Guo, C.-C. J. Org. Chem. 2016, 81(12), 5181.
[35]	Sun, Z.-Z.; Huang, H. W.; Wang, Q. L.; Huang, C. Y.; Mao, G. J.; Deng, G. J. Org. Chem. Front. 2022, 9, 3506.
[36]	Sakamoto, R.; Hirama, N.; Maruoka, K. Org. Biomol. Chem. 2018, 16, 5412.
[37]	Roy, V. J.; Dagar, N.; Choudhury, S.; Raha Roy, S. R. J. Org. Chem. 2023, 88(21), 15374.
[38]	Ouyang, X. H.; Li, Y.; Song, R. J.; Hu, M.; Luo, S. L.; Li, J. H. Sci. Adv. 2019, 5(3), eaav9839.
[39]	Jie, L. H.; Guo, B.; Song, J.; Xu, H.C. J. Am. Chem. Soc. 2022, 144(5), 2343.
[40]	Liu, M.; Wang, Y. W.; Gao, C.; Jia, J. P.; Zhu, Z.; Qiu, Y. A. Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202425634.
[41]	Ruan, X. Y.; Yang, C. R.; Sayed, M.; Yu, H.; Chen, S.-S.; Han, Z. Y.; Gong, L. Z. J. Am. Chem. Soc. 2026. https://doi.org/10.1021/jacs.1c12762.

自由基介导双C—H键转化的烯烃官能团化反应研究进展

Recent Advance in Radical-Mediated Functionalization of Alkenes via Dual C—H Bond Conversion

RichHTML

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用此文

分享此文

图/表 27

参考文献 41

相关文章 15

编辑推荐

相关统计

本文评价

[1]	侯馨怡, 史同同, 李泽江, 董庆昊, 孙凯, 王薪. 可见光诱导的磷酰化环化合成磷酰基取代的吲哚并二氮䓬[J]. 有机化学, 2026, 46(4): 1776-1787.
[2]	邹震雷, 李益凡, 陈晨, 陈王哲, 张为钢, 王毅. 关于亚磺酰基砌块法合成亚砜的研究进展[J]. 有机化学, 2026, 46(4): 1635-1658.
[3]	王齐翔, 陈圣希, 王静, 陈栋, 鲍晓光, 吴新鑫. 无金属参与的多烯选择性氯代反应[J]. 有机化学, 2026, 46(4): 1750-1762.
[4]	郑婧斐, 吕琪妍, 孙凯, 陈晓岚, 屈凌波, 王金泉, 於兵. 自由基介导的6-氮杂尿嘧啶官能团化研究进展[J]. 有机化学, 2026, 46(4): 1603-1620.
[5]	刘世峥, 窦明煜, 崔玉, 窦建民, 魏文廷. 自由基硒磺酰化研究进展[J]. 有机化学, 2026, 46(4): 1621-1634.
[6]	赵雨晴, 朱先进, 石凌宇, 魏鸣宇, 徐紫涵, 石永佳, 李旭锋, 杨道山. 环硫鎓盐开环官能化反应的研究进展[J]. 有机化学, 2026, 46(4): 1572-1602.
[7]	张皓然, 贾均松, 俞琼, 吴宇, 李玉龙, 舒伟. 可见光催化烯烃的氢胺化和氢(磺)酰胺化反应[J]. 有机化学, 2026, 46(4): 1166-1180.
[8]	杨珊, 陈亚苏, 朱晨. 自由基介导的官能团迁移-环化构建含氮稠杂芳烃[J]. 有机化学, 2026, 46(4): 1739-1749.
[9]	陈嘉豪, 占贝贝, 张夏衡. 自由基介导的1,n-氮迁移反应研究进展[J]. 有机化学, 2026, 46(4): 1560-1571.
[10]	卢琳玉, 亓雨彤, 张庭珲, 金胜男, 曹中艳, 张洪伟. 自由基介导烯烃的1,2,n-三官能团化反应研究进展[J]. 有机化学, 2026, 46(4): 1540-1559.
[11]	唐玉青, 杨紫娴, 杨兵, 王毅, 杜炳南. 球磨条件下机械力驱动的自由基反应研究进展[J]. 有机化学, 2026, 46(4): 1111-1145.
[12]	董建洋, 薛东. 自由基途径的[1.1.1]螺桨烷官能化研究进展[J]. 有机化学, 2026, 46(4): 1464-1480.
[13]	缪宇辰, 杞航, 黄焕明. 可见光/铬协同催化的对映选择性转化反应研究进展[J]. 有机化学, 2026, 46(4): 1481-1495.
[14]	王小曼, 王泽, 吴劼, 胡燚, 叶盛青. 水相中的自由基反应研究进展[J]. 有机化学, 2026, 46(4): 1496-1512.
[15]	李明强, 周磊. Dowd-Beckwith反应: 从卤原子转移到现代引发策略[J]. 有机化学, 2026, 46(4): 1428-1439.