在線客服
快速發(fā)布
我的店鋪
我的化學(xué)加
我的消息
我要充值
回到頂部
買產(chǎn)品
克難題
技術(shù)供需
求職招聘
發(fā)定制
項(xiàng)目整合
園區(qū)推薦
行業(yè)資訊
化學(xué)加智庫(kù)
商家
買產(chǎn)品
克難題
技術(shù)供需
求職招聘
發(fā)定制
項(xiàng)目整合
園區(qū)推薦
行業(yè)資訊
化學(xué)加智庫(kù)
商家
（圖片來(lái)源：Angew. Chem. Int. Ed.）
過去幾十年來(lái)，利用烷基硼酸衍生物進(jìn)行過渡金屬催化的交叉偶聯(lián)反應(yīng)和1,2-硼基遷移化學(xué)反應(yīng)急劇增長(zhǎng)，備受化學(xué)家們的關(guān)注。與通過末端烯烴的硼氫化反應(yīng)合成一級(jí)α-烷基硼酸酯相比，由于位點(diǎn)選擇性問題，該方法不適用于二級(jí)α-烷基硼酸酯的合成。雖然，化學(xué)家們已開發(fā)了一些合成此類化合物的方法，但由于特殊骨架、反應(yīng)條件苛刻以及需要使用導(dǎo)向基團(tuán)等問題，從而限制了反應(yīng)的應(yīng)用。因此，對(duì)于開發(fā)二級(jí)α,α-二烷基硼酸酯的簡(jiǎn)便合成工藝極具挑戰(zhàn)。目前為止，化學(xué)家們開發(fā)了幾種巧妙的合成方法。其中，先后實(shí)現(xiàn)了脫鹵、脫羰基、脫氨基、脫氧和脫硫硼化（Scheme 1a，left）。此外，α-鹵代硼烷、偕-雙（硼酸酯）或烯基硼酸酯與各種烷基源的偶聯(lián)是另一種反應(yīng)的模式（Scheme 1a，middle）。然而，此類反應(yīng)常需引入烷基或硼基，從而導(dǎo)致操作繁瑣以及需要額外的純化問題。因此，若能開發(fā)一種能夠同時(shí)引入烷基和硼基的簡(jiǎn)便策略，則更具吸引力（Scheme 1a，right）。2015年，傅堯與肖斌團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一種配體控制銅催化烯烴的1,2-烷基硼化反應(yīng)。最近，Studer、潘毅和Ito等課題組還報(bào)道了無(wú)金屬或銅催化烯烴與特殊氟化鹵代烷的1,2-烷基硼化反應(yīng)。同時(shí)，陰國(guó)印課題組報(bào)道了非活化烯烴的1,1-芐基硼化反應(yīng)（Scheme 1b）。除烯烴外，醛也是有機(jī)合成中另一種關(guān)鍵的前體。近日，同濟(jì)大學(xué)徐濤課題組報(bào)道了一種醛的脫氧烷基硼化反應(yīng)，合成了一系列二級(jí)α,α-二烷基硼酸酯（Scheme 1c）。
（圖片來(lái)源：Angew. Chem. Int. Ed.）
首先，作者以化合物1與1-碘庚烷2作為模型底物，進(jìn)行了相關(guān)反應(yīng)條件的篩選（Table 1）。當(dāng)以NiBr2(glyme)與3DPAFIPN作為雙重催化劑，L1作為配體， Hantzsch酯作為還原劑，TESCl與4? MS作為添加劑，在丙酮溶劑中于藍(lán)色LEDs照射下18-25 oC反應(yīng)12 h，可以74%的收率得到產(chǎn)物3。
（圖片來(lái)源：Angew. Chem. Int. Ed.）
在獲得上述最佳反應(yīng)條件后，作者對(duì)一鍋法中烷基碘的底物范圍進(jìn)行了擴(kuò)展（Table 2）。首先，一系列不同取代的烷基碘，均可順利進(jìn)行反應(yīng)，獲得相應(yīng)的產(chǎn)物3-24，收率為45-82%。其次，該策略還可用于天然產(chǎn)物或藥物衍生物的后期衍生化實(shí)驗(yàn)，獲得相應(yīng)的產(chǎn)物25-26，收率為42-58%。
（圖片來(lái)源：Angew. Chem. Int. Ed.）
緊接著，作者對(duì)醛的底物范圍進(jìn)行了擴(kuò)展（Table 3）。首先，一系列一級(jí)與二級(jí)烷基取代的醛，均可順利進(jìn)行反應(yīng)，獲得相應(yīng)的產(chǎn)物27-44，收率為28-82%。其次，含有烯基的天然產(chǎn)物，也能夠順利進(jìn)行反應(yīng)，獲得相應(yīng)的產(chǎn)物45-46，收率為53-67%。值得注意的是，該反應(yīng)具有良好的官能團(tuán)耐受性。然而，對(duì)于三級(jí)脂肪醛和芳香醛，均未能反應(yīng)。
（圖片來(lái)源：Angew. Chem. Int. Ed.）
緊接著，作者對(duì)反應(yīng)的實(shí)用性進(jìn)行了研究（Scheme 2）。首先，1 mmol規(guī)模實(shí)驗(yàn)，同樣能夠以67%收率得到產(chǎn)物3。其次，3中的-Bpin可進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為烯基、炔基、醛基、萘基、噻吩基、鹵素、羥基、酰胺基等，獲得相應(yīng)的產(chǎn)物47-57，收率為59-93%。值得注意的是，僅需兩步反應(yīng)，即可從簡(jiǎn)單易得的醛底物直接合成上述的一系列雙官能團(tuán)化產(chǎn)物，進(jìn)一步證明了該方法在有機(jī)合成中的巨大潛力。
（圖片來(lái)源：Angew. Chem. Int. Ed.）
此外，作者還對(duì)反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了進(jìn)一步的研究（Scheme 3）。首先，通過逐步實(shí)驗(yàn)表明，原位生成的L1Ni(I)催化劑促進(jìn)了C-OBPin鍵的活化，作為反應(yīng)的初始階段（Scheme 3A）。其次，通過自由基鐘實(shí)驗(yàn)表明，反應(yīng)涉及烷基自由基的生成過程（Scheme 3B）。為了區(qū)分自由基機(jī)制，作者研究了62與2和65與1的兩個(gè)偶聯(lián)反應(yīng)（Scheme 3C）。研究表明，醛的部分涉及cage-rebound自由基機(jī)理，而out-of-cage烷基自由基可從烷基碘生成。此外，2與DPE的反應(yīng)結(jié)果表明，碘代烷基可通過光催化體系還原成相應(yīng)的烷基自由基（Scheme 3D）。
（圖片來(lái)源：Angew. Chem. Int. Ed.）
基于上述的研究以及相關(guān)文獻(xiàn)的查閱，作者提出了一種合理的催化循環(huán)過程（Scheme 4）。首先，硼化產(chǎn)物與Ni(I)催化劑I之間進(jìn)行氧化加成，生成Ni(III)中間體II，該中間體II可通過自由基cage-rebound機(jī)理進(jìn)行開環(huán)或關(guān)環(huán)過程。由于良好的親氧性（oxgyenphilicity），TESCl可作為Lewis酸來(lái)活化C-O鍵，從而通過釋放TESOBPin促進(jìn)上述的氧化加成。隨后，通過光催化循環(huán)可將中間體II還原為Ni(II)配合物III。此外，在另一個(gè)平行的光催化體系中，烷基碘可生成烷基自由基，隨后被Ni(II)配合物III捕獲，生成Ni(III)中間體IV。中間體IV經(jīng)還原消除后，即可獲得目標(biāo)產(chǎn)物并再生Ni(I)催化劑I，以完成催化循環(huán)。
（圖片來(lái)源：Angew. Chem. Int. Ed.）
總結(jié)
同濟(jì)大學(xué)徐濤課題組報(bào)道了一種新型且通用的醛的脫氧烷基硼化反應(yīng)，合成了一系列二級(jí)α,α-二烷基硼酸酯。同時(shí)，該反應(yīng)具有底物范圍廣泛、反應(yīng)條件溫和、官能團(tuán)兼容性高等特點(diǎn)。此外，以簡(jiǎn)單易得的醛為底物，經(jīng)兩步反應(yīng)，可獲得一系列雙官能團(tuán)化的產(chǎn)物。機(jī)理研究表明，該雙重催化體系在交叉偶聯(lián)反應(yīng)中具有明顯的優(yōu)勢(shì)。
聲明：化學(xué)加刊發(fā)或者轉(zhuǎn)載此文只是出于傳遞、分享更多信息之目的，并不意味認(rèn)同其觀點(diǎn)或證實(shí)其描述。若有來(lái)源標(biāo)注錯(cuò)誤或侵犯了您的合法權(quán)益，請(qǐng)作者持權(quán)屬證明與本網(wǎng)聯(lián)系，我們將及時(shí)更正、刪除，謝謝。 電話：18676881059，郵箱：gongjian@huaxuejia.cn
