C-H鍵官能化萌芽于上世紀60年代，自90年代逐步興起，這類反應打破了有機合成設計的常規思路。傳統的有機反應專注于調控不同官能團的化學選擇性，C-H鍵官能化則是通過特定手段，即便在反應活性更高的其他官能團存在時，仍舊只發生目標C-H鍵的區域選擇性轉化。經典的非活化C-H鍵官能化以自由基引發劑或在光照條件下通過自由基反應途徑實現這一過程，區域選擇性由不同C-H鍵之間解離能的差異加以控制，但結果往往不夠理想。過渡金屬催化劑參與的C-H鍵官能化則使選擇性的問題得到了很大程度的解決，其中Murai和Chatani提出的導向基團策略更是極力推動了C-H鍵官能化的發展，從最初僅能修飾簡單的碳氫化合物，實現了向構建多種復雜分子的轉變。
C-H鍵烷基化是有機合成中一類重要的反應，將特定的脂肪族基團引入生物活性分子中常常會使目標分子的物理性質及藥理活性發生較為顯著的改變。以簡單的甲基化反應為例，甲基通常被視為是一種化學惰性的基團，但引入目標分子中可以通過色散力等相互作用改變其立體電子效應，從而影響藥物分子與生物靶點的作用機制。迄今為止，芳香烴及烯烴等C(sp2)-H鍵烷基化反應已發展得十分成熟，人們設計了多種過渡金屬催化體系，借助不同的導向基團或模板甚至可以實現底物不同位置的區域專一性活化，然而脂肪烴的C(sp3)-H鍵烷基化反應仍舊需要很大的改進。最近，美國普林斯頓大學的David W. C. MacMillan教授及其團隊報道了他們在C(sp3)-H鍵烷基化研究中的最新進展。作者借助光氧化還原催化體系，將鎳催化劑參與的過渡金屬催化與奎寧環引導的有機分子催化結合起來，共同構成三催化循環，基于C-H鍵與有機分子催化劑的極性匹配原則實現了含有孤對電子的N、O、S等雜原子脂肪烴α位強C(sp3)-H鍵的高選擇性烷基化過程。相關研究成果發表在Nature 上，并列第一作者為Chip Le、Yufan Liang博士、Ryan W. Evans博士。
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