不对称羟胺化（Asymmetric Oxyamination）是将胺基（N）和羟基（O）同时立体选择性地引入碳–碳双键的反应，直接构建手性邻氨基醇骨架。后者广泛存在于天然产物、药物分子和手性催化剂中。

1. Sharpless反应：经典奠基

Sharpless不对称氨羟化反应（AA反应）于1996年建立，使用催化量四氧化锇和金鸡纳碱衍生的手性配体（二氢奎宁或二氢奎尼丁），以N-卤代酰胺/氨基甲酸酯为氮源，实现烯烃的顺式选择性加成，一步得到N-保护的β-氨基醇。该反应对α,β-不饱和酯和芪类底物适用性良好，部分实例可达>98% e.e.和20:1的区域选择性。机理上锇(VIII)-氮宾物种与烯烃发生顺式环加成，再水解释放产物。但AA反应存在锇价格高、毒性大、苯乙烯类底物区域选择性受限等瓶颈。

2. 过渡金属催化体系的多元化拓展

受Sharpless工作启发，Cu、Pd、Ir、Ru、Fe、Mn等均被用于不对称羟胺化，催生了分子内与分子间反应的丰富研究。

铜催化体系以廉价低毒为优势。Chemler课题组发展的Cu(II)-双噁唑啉催化分子内氨基氧合反应，以TEMPO为氧源，动力学研究表明顺式氨铜化步骤为决速步，实现了手性吲哚啉和吡咯烷的催化不对称合成。

钯催化的分子内不对称羟氨化较早始于Bäckvall的工作，近年结合喹啉–噁唑啉手性配体，可在Ag₂CO₃为氧化剂的条件下实现烯烃的氧化胺基芳基化，用于构建多种吲哚啉手性杂环。

铱催化在区域发散性方面取得突破。Rovis课题组通过调控Ir上Cp配体的电子效应，富电子的Cp*优先驱动5-exo环化生成γ-内酰胺，缺电子的CpᵖC₆F₅则促进6-endo选择性生成δ-内酰胺，实现了未活化烯烃的区域选择性羟胺化。此外，钌催化的N-酰基氮宾转移反应也发展了烯烃不对称羟胺化的新路径。

3. 有机碘催化与最新突破

过渡金属普遍存在成本高、重金属残留等问题。2024年，手性芳基碘化物首次被用于催化非活化烯烃的不对称羟胺化，构建C–O和C–N键得到光学活性氨基内酯衍生物，收率最高83%，e.e.值达99%，催化剂经三次回收再使用后活性和选择性均无明显下降。此外，Hashimoto等报道的有机碘(I/III)催化分子间氧化胺化，基于苄基N-（氟磺酰基）氨基甲酸酯作为N,O-双官能化亲核试剂，无需过渡金属即在脂肪链烯烃中实现了高区域和高对映选择性。

4. 催化体系演进流程图

不对称羟胺化的催化手段已从经典Os体系拓展至过渡金属多元化和无金属有机碘催化，且正朝着非活化烯烃适用性更强、更绿色经济的下一代方法迈进。