帕拉adium(钯)催化的未活化烯烃的区域选择性三溴化反应

《Journal of Catalysis》:Palladium-catalyzed regioselective triborylation of unactivated alkenes

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月07日 来源:Journal of Catalysis 6.0

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  摘要通过底物导向的螯合作用,实现了钯催化的位点选择性1,2,2-三硼化未活化的脂肪族烯烃。这种可移除的双齿辅助剂不仅控制了区域选择性,还在关键的钯(IV)中间体发生还原消除后,促进了具有挑战性的C(sp3)-H键的硼化反应,从而以中等至优异的产率获得了1,2,2-三硼烷。引言有机

  

摘要

通过底物导向的螯合作用,实现了钯催化的位点选择性1,2,2-三硼化未活化的脂肪族烯烃。这种可移除的双齿辅助剂不仅控制了区域选择性,还在关键的钯(IV)中间体发生还原消除后,促进了具有挑战性的C(sp3)-H键的硼化反应,从而以中等至优异的产率获得了1,2,2-三硼烷。

引言

有机硼化合物因其低毒性、相对稳定性和在有机反应中的多样性反应性而成为化学合成中的重要构建块[1], [2]。这些特性使它们成为形成C–C和C–杂原子键不可或缺的试剂,应用范围广泛,涵盖了有机合成和药物开发[3], [4], [5]。其中,gem-二硼烷因其多样的反应性而受到广泛关注[6], [7], [8], [9]。相比之下,三硼烷的研究相对较少,主要是由于缺乏高效且直接的合成策略(见方案1A)。例如,1,1,1-三硼烷可以通过苯基C–H键的硼化[10]、2-乙基吡啶的C(sp3)-H键的硼化[11]或烯烃和炔烃的硼化/氢硼化反应[12]来制备。Morken[18]、Song[19]、Shi[20]和Li[21], [22]的团队开发了1,1,2-三硼烷的合成方法。最近,Ge团队开发出了钴催化的去氧三硼化烯丙醚和炔烃的方法,以获得1,1,3-三硼烷[23], [24]。Fernández及其同事披露了无机碱催化的烯烃和二烯的硼化反应[25],可以直接得到1,2,3-三硼烷。最近,Xie提出了一种概念上新颖的无金属分叉氢硼化/多硼化方法,通过Markovnikov路径优雅地制备了1,2,2-三硼烷[27]。总之,尽管在位点选择性硼化和炔烃官能化方面取得了显著进展,但从未活化的脂肪族烯烃直接催化制备1,2,2-三硼烷仍然是一个具有基础和实践意义的关键挑战。
定向C–H官能化是一种先进的技术,可以在烷烃的远端位置实现硼化[28], [29], [30], [31], [32], [33], [34]。导向基团(DG)辅助的官能化已经得到了很好的发展[35], [36],它提供了一种直接的位点选择性硼化方法(见方案1B)。然而,钯催化的C(sp3)-H键的硼化发展相对较少。例如,Yu和Shi的团队报道了钯催化的未活化C(sp3)-H键的硼化,其位点选择性由导向基团控制[37], [38]。与成熟的烷烃C–H单硼化相比,C(sp3)-H键的多硼化进展有限。最近的进展表明,使用铱和钴催化剂,可以通过多步C(sp3)-H硼化直接合成gem-二硼烷和三硼烷[10], [11], [12], [13], [14], [15], [16], [17]。
为了建立一种制备1,2,2-三硼烷的通用方法,我们设想了通过金属催化的、位点选择性的C–H硼化来直接生成目标产物,这些金属1,2-二硼复合物是由装有导向基团的未活化烯烃经过1,2-二硼化反应得到的。这种方法需要一种可移除的双齿辅助剂,在相同的条件下同时控制初始的1,2-二硼化和随后的C–H硼化。此外,要实现这种位点选择性的三硼化,必须克服几个竞争途径:(i)烯烃的1,1-双硼化;(ii)异构化成β-单硼化加合物;(iii>氢硼化产生末端单硼化加合物;(iv)在众所周知的1,2-二硼化阶段过早反应终止[40], [41], [42], [43], [44], [45], [46], [47], [48], [49], [50], [51], [52], [53], [54], [55], [56]。在这里,我们报道了首次对未活化的末端烯烃进行1,2,2-三硼化的研究,提供了一条直接合成有价值的1,2,2-三硼烷的路线(见方案1C)。

章节片段

结果与讨论

基于我们之前的Heck反应研究[57], [58], [59], [60], [61], [62],我们发现8-氨基喹啉(AQ)是一种出色的导向基团,能够显著提高区域选择性。其选择至关重要,因为AQ以91%的产率获得了产品3a——这一结果其他辅助剂无法达到(见方案2)。AQ的优异性能可能源于其独特的稳定关键Pd(II)和Pd(IV)中间体的能力,从而促进了这一具有挑战性的反应序列。

结论

总之,我们开发了一种钯催化的、位点选择性的1,2,2-三硼化未活化末端烯烃的方法,使用B2pin2作为催化剂。多种三硼烷产品以良好的产率和完全的区域选择性被制备出来。初步的机理研究表明,这一1,2,2-三硼化反应通过B2pin2的氧化加成和从钯(IV)物种出发的C(alkyl)-Bpin还原消除序列进行。

CRediT作者贡献声明

Jiacheng Rui:撰写——原始草稿,数据管理。Yao Zhao:方法学研究。Xuyong Tan:研究。Ling Zhang:研究。Rizhi Chen:指导。Xiaojin Wu:指导,概念化。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的利益冲突或个人关系可能会影响本文中报告的工作。

致谢

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