烯烃是有机合成中重要的中间体，在药物分子修饰、精细化工及材料合成中具有广泛应用。烯烃的氢化反应与异构化反应是其中两类重要的转化。氢气（H2）加成是烯烃氢化最高效的加氢途径，但H2存在易燃、易爆且需要特殊的高压设备。因此开发一种安全友好、特别是能兼容其他可原性官能团的高选择性烯烃加氢仍是一项亟待解决的难题；非端位烯烃广泛存在于天然产物、香料和药物分子中，例如2017年销售额近15亿美元、全球首个获FDA批准用于干眼症治疗的局部处方药Restasis®药物分子结构中含有一个非端位烯烃片段。由商业易得的末端烯烃经双键迁移异构化为非端位烯烃是最直接、原子经济性的手段，然而这类反应往往存在区域选择性低（单迁移vs多迁移）、E/Z立体选择性差等共性问题。目前，将末端烯烃选择性异构化为非热力学控制的单异构化产物的策略仍非常欠缺。而开发一个催化体系能同时实现上述两类反应的选择性调控更是一项具有挑战性的难题。
针对以上瓶颈，近日宁波大学王慧飞课题组开发了一种可见光/钴金属协同催化策略，实现了可精准调控的烯烃加氢还原和单异构化。相关成果以“Photochemical Cobalt-Catalyzed Selective Olefin Hydrogenation and One-Bond Transposition”为题发表在《ACS Catalysis》上（ACS Catal. 2026, DOI: 10.1021/acscatal.6c04974）。
这一工作利用可见光/钴金属协同催化策略，以Hantzsch酯作为非气态氢源，实现了烯烃的选择性氢化反应与单异构化的选择性切换。实验结果表明，烯烃氢化反应具有高选择性与广泛的官能团耐受性，能兼容芳基卤化物、氰基、酮等可还原官能团；烯烃异构化则可实现高选择性的双键单迁移，得到非热力学控制产物。机理实验推测该反应在光照条件下还原型途径生成Co(III)-H物种，再与烯烃发生金属催化氢原子转移(MHAT)形成烷基/ Co(II)自由基对，随后发散性得到氢化或单异构化产物。值得强调的是，该催化策略无需更换金属催化剂、调控配体结构或使用不同添加剂，仅使用同一钴金属催化剂和非气态氢源，通过简单调控有效氢源用量和光照强度，即可实现烯烃的氢化与单异构化反应选择性的灵活切换。
以上工作由王慧飞副教授、牟泽怀副教授共同指导，2023级硕士研究生菅子恒为研究论文的第一作者，宁波大学为研究论文的第一通讯单位。
论文链接：
https://doi.org/10.1021/acscatal.6c04974
