氮杂环丙烷由于其应变张力很容易开环得到各种胺类化合物，其本身也存在于各种活性生物分子中。烯烃和伯胺偶联得到氮杂环丙烷并释放出H₂这一应变诱导的氧化反应，在热力学上是不可行的（>30kcal/mol）。因此，氮杂环丙烷的生成可以和化学氧化剂的淬灭相结合，而不是释放H₂。目前生成氮杂环丙烷的策略主要有亲电氮试剂或氮烯前体作为氮源与烯烃进行反应；在CuH作用下实现分子内的氮杂环丙烷化然而；使用亲电试剂得到N-H类氮杂环丙烷化合物。对于N-烷基取代的试剂和烯烃进行氮杂环丙烷化的研究还很缺乏。也只有少数从亲电氮源出发得到N-烷基取代的氮杂环丙烷。

理论上，将烯烃转化为亲电试剂，就可以利用胺内在的亲核性而不是去掩盖它来实现氮杂环丙烷化。被Shine团队发表的通过噻蒽阳离子自由基与烯烃反应得到双阳离子试剂，以及近年来Ritter教授团队使用芳基噻蒽鎓盐实现了多种转化所吸引。本文美国威斯康星大学麦迪逊分校的Zachary K. Wickens教授团队，首次用更加清洁高效安全的电化学来取代化学试剂生成双阳离子噻蒽烯烃加合物，并与伯胺反应高效地生成了氮杂环丙烷类化合物。

       首先作者通过电化学以3:1的比例高产率地生成了两种未活化烯烃和噻蒽的双阳离子加合物，并且这两种加合物在空气和有水的体系中都能稳定存在。将得到的两种加合物与苄胺反应，惊喜地发现以86%的产率得到了目标产物，并重新释放出了噻蒽。

       未经分离直接“一锅法”两步反应，也以73%的产率得到了3。接着对底物进行了拓展。对于一些廉价市售的伯胺，含大位阻取代、烯烃、炔烃、杂环等的取代基的胺都能较好地发生反应。

接着对不同的烯烃进行了探讨。对于含有脂基、氰基等多种官能团的烯烃都能很好的反应，并且非共轭二烯也可以实现选择性地在一个双键上进行反应。气态烯烃也能很好地参与反应但是大位阻的烯烃会使产率下降，双取代的烯烃也不适用于这一策略中。

       31、32、33是得到各类药物分子的重要中间体，通过这一方法可以高效的得到并且起始底物也更加廉价易得。接着作者进行了克级反应，并对其进行了一系列的开环官能团化。此外还利用这一方法得到了天然产物38。

       作者又对双阳离子加合物进行了不同的转化。去掉碱与苄胺反应，可以直接得到烯烃的二胺化产物；与卤盐反应可以得到二卤化产物；加入氰化钾可以生成乙烯基腈。

最后对生成两种双阳离子加合物的机理进行了探究。作者认为噻蒽自由基阳离子和噻蒽双阳离子都会与烯烃发生反应。在标准条件下的电压低于自由基阳离子转化为双阳离子所需的电压，所以认为是噻蒽TT和噻蒽自由基阳离子发成歧化反应生成了双阳离子。此外，增加初始噻蒽浓度但保持相同的电流会延迟急剧增加的速率，但对反应的初始产物形成机制没有影响。作者认为自由基阳离子可以与烯烃发生自由基加成，生成双加合物。当TT的浓度很低时，会促进歧化反应的发生得到噻蒽双阳离子与烯烃发生环化反应，这两种产物分别以极高的选择性但在反应的不同阶段形成。

本文通过电催化得到烯烃和噻蒽的双阳离子加合物，与伯胺反应得到不同N-烷基氮杂环丙烷。该策略以亲核胺和未活化烯烃作为底物，具有广泛的官能团耐受性。其中得到的双阳离子中间体可以进行其他的双官能团化等一系列转化。

Aziridines by coupling amines and alkenes viaan electro-generated dication

https://doi.org/10.1038/s41586-021-03717-7