介绍
烯烃的对映选择性双官能基化反应是一种由简单原料合成复杂手性分子的有效策略。近日，武汉大学尹国印课题组在《Nat. Catal.》上发表论文，报道了镍催化的端烯烃（未活化）对映选择性1,1-芳基硼化反应，获得了较高的区域选择性和对映选择性（由镍催化剂决定），同时烯丙基苯底物也取得了良好的结果。此外，通过硼酸酯产物的衍生化，进一步证明了该反应的实用性。
- 1,1- 的
王旺、丁超和尹*
文本
烯烃作为常见的工业原料，具有易得、廉价的优势，其选择性转化一直是有机合成领域的研究课题。烯烃的对映选择性双官能基化反应是快速构建复杂手性分子的有效策略，而过渡金属催化策略不仅实现了1,2-区域选择性，也为1,1-区域选择性提供了机会。然而，对不对称1,1-双官能基化反应的研究尚不完善，同时烯烃的范围仅限于活性烯烃和含有配位基团的烯烃，而实现无导向基团的非活性烯烃的1,1-双官能基化反应仍是一个巨大的挑战。
手性仲苄基硼酸酯是现代有机合成中用途广泛的合成子，不对称双组分交叉偶联反应是快速合成此类化合物的有效方法。例如，[1]研究组报道了偕二硼试剂与芳香族底物的交叉偶联，傅[2]和[3-4]研究组报道了苄基亲电试剂与硼试剂的交叉偶联，云[5]和陆[6]研究组报道了烯基芳烃的不对称硼氢化，周[7]研究组报道了苄基卡宾不对称插入BH3。与此相对，手性硼化合物可以通过三组分1,1-双官能团化策略，以廉价易得的起始原料快速合成。 Toste [8] 和 Brown [9] 研究小组利用钯或钯/铜催化实现了此类反应，但烯烃的范围有限。
烯烃碳硼化是快速合成烷基硼酸酯的有效方法。最近，Brown[10-13]和Yin[14-15]研究组报道了镍催化的碳硼化反应，烯烃迁移到Ni-B键上形成烷基镍中间体。如果将此中间体直接与芳基卤化物反应，则得到1,2-芳基硼酸酯产物。当与苄基卤化物反应时，则得到1,1-烷基硼化产物，为手性硼化合物的合成提供了新的可能性（图1）。这里，武汉大学尹国银研究组报道了通过镍催化对未活化烯烃进行不对称1,1-芳基硼化，获得了1,1-双官能团化产物，并且收率和对映选择性都很好。此外，烯丙基苯衍生物在相同条件下也能得到具有优异区域选择性的二级烷基硼化合物。
首先，作者以端烯烃（1）、4-溴苯甲酸甲酯（2）和（3）为模型底物，对相关不对称1,1-双官能团化反应的条件进行了筛选（表1）。反应结果表明，当采用由氯化镍和L7制备的镍催化剂rac-[Ni]-1时，可以得到目标产物4，产率为87％。
在得到上述最佳反应条件后，作者开始拓展未活化的单取代烯烃和芳基卤化物的底物范围（表2）。1-庚烯可以与几种芳基溴化物底物反应，以中等产率得到产物6-7、32和40，说明区域选择性由催化剂决定。但在与6-溴-1-己烯的反应中未检测到环化产物（11）。一级烷基溴化物（11和39）、烷基（12）和芳基（17）甲磺酸酯、芳基氯化物（13、26、27和43）以及双取代烯烃（47）均与该体系相容，说明该反应具有良好的化学选择性。除了芳基亲电试剂外，烯基亲电试剂也能顺利进行芳香硼化反应，得到相应的产物（50和51）。 此外，酯类、酮类、胺类、酰亚胺类、酰胺类、环氧基和硅烷类以及杂环化合物（如吡咯、苯并噻吩、噻吩、官能化吲哚和吡啶）均与该系统相容，表明该系统具有良好的官能团耐受性。值得注意的是，在所有情况下均未检测到相关的 1,2- 和 2,1- 异构体。
接下来作者以烯丙基苯及其衍生物作为端烯烃底物，进行了相关的扩展（表3）。值得注意的是，如果反应以碳-Heck型反应引发，则会得到两种异构体（53和54）的混合物。因此，镍催化的芳烃硼化反应是以硼基-Heck型反应引发，而非碳-Heck型反应。
随后，作者采用手性镍催化剂（[Ni]-1*）对该反应进行了不对称合成（表4）。未活化的α-烯烃和芳基卤化物均可得到相应的手性烷基硼化合物。同时，该反应具有良好的官能团耐受性。此外，空间位阻芳基卤化物和杂环芳基溴化物与该体系兼容。值得注意的是，克级反应（70和87）获得了相同水平的对映选择性，从而证明了该反应的可扩展性。
此外，气态烯烃（乙烯和丙烯）也能得到相应的1,1-芳基硼酸酯95~97，但乙烯产物的ee值较低（图2a）。碳链较长的烯烃具有更好的对映选择性（72），这表明适当增加烯烃的空间位阻可以提高对映选择性。
为了进一步了解反应机理，作者进行了相关对照实验。首先，在标准条件下，制备了两种可能的中间体（98和99），并与芳基溴100进行反应，但未检测到产物（56）。这一结果表明1,1-和1,2-二硼基化合物都不是反应中间体（图2b）。其次，在标准条件下加入乙烯基硼化合物101时，未检测到产物56，表明烯烃中间体在迁移过程中不太可能从镍配合物中解离出来（图2c）。然而，末端氘标记的烯烃（102）迁移到相邻碳原子中的产物中，表明反应涉及1,2-镍的迁移（图2d）。当使用烯烃（104）与芳基溴时，反应中未检测到分子内环化产物。 当加入邻位取代的芳基溴化物 105 时，仅分离出分子间三组分产物 48（图 2e）。值得注意的是，这些结果与 Brown 的无配体体系不一致 [16]。最后，配体的 ee 与产物的 ee 呈线性相关，表明对映选择性测定步骤可能涉及单个二胺配体和镍物种（图 2f）。
综合相关文献[17-18]及以上结果，作者提出了一种可能的反应机理（图2g）。首先[Ni]Ⅱ催化剂通过中和反应生成[Ni]Ⅰ配合物（I），再与发生金属转移反应生成[Ni]Ⅰ-Bpin配合物（II）。接下来烯烃迁移插入生成烷基-[Ni]Ⅰ中间体（III），后者发生1,2-金属迁移生成稳定的中间体IV。随后中间体IV与芳基溴发生氧化加成生成[Ni]Ⅲ中间体V。最后V发生还原消除生成手性硼产物，使[Ni]Ⅰ催化剂再生。
为了进一步论证该反应的实用性，作者进行了相关的衍生化实验（图3），手性硼化合物经氧化生成相应的手性苯甲醇109，经反应生成110-112，经一系列氧化环化反应生成手性七元环醚113。
总结
武汉大学尹国印课题组报道了镍催化非活性烯烃的不对称1,1-芳基硼化反应，同时以易获取的末端烯烃、市售的芳基卤化物和双硼化试剂为原料，直接合成了有价值的富含对映体的二级苄基硼酸酯化合物，并通过后期的相关衍生化反应进一步证明了该反应的实用性。
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产品代码 B0556
CAS RN619-42-1
双（）
产品代码 B1964