烷基硼酸酯是重要的有机合成中间体，硼酸酯基团能够方便地衍生化形成多种化学键（如C-C、C-O、C-N、C-X等键）且在转化过程中能很好地保持光学活性，广泛应用于天然产物、药学和材料等领域以构筑结构更为复杂的分子。
目前，合成高官能团化的烷基硼酸酯的方法按照引入的官能团大致可以分为两类：1）构筑C-B键，即将含硼基团引入到分子中（图1a，左），该类方法已经非常成熟；2）向含硼底物中引入所需官能团（图1a，右），目前，该类方法主要是通过α-卤代硼酸酯或1,1-二硼化合物的偶联反应、烯基硼酸酯的氢官能团化、烷基硼酸酯的插碳反应等来引入所需官能团。然而，直接高选择性地对不饱和烷基硼酸酯的α位C(sp3)−H进行官能团化的方法却尚未报道。实现在温和条件下，从简单易得的不饱和烷基硼酸酯一步制备高官能团化的烷基硼酸酯是极具合成价值和挑战性的方法。
图1. 反应设计思路
近日，南京大学化学化工学院配位化学国家重点实验室的朱少林团队在含硼烯烃的远程C(sp3)−H键芳基化的研究中取得重要进展。课题组前期实现了一系列NiH催化的远程C(sp3)−H键官能团化反应（J. Am. Chem. Soc., 2017, 139, 1061; J. Am. Chem. Soc., 2017, 139, 13929; Chem, 2018, 4, 1645; Angew. Chem. Int. Ed., 2019, 58, 1754; Nat. Commun., 2019, 10, 1752; etc.），原位生成的NiH催化剂兼顾了烯烃异构和偶联两个功能，在此基础上他们设想将该策略应用于含硼烯烃，通过烯烃异构得到硼稳定的α位烷基镍物种，再与亲电试剂偶联，快速制备高度官能团化的烷基硼酸酯（图1b）。
以含硼烯烃（1a）和碘苯为模型底物，通过仔细的条件筛选，作者发现以简单的L1为配体，在30 ℃的温和条件下能以高收率和高区域选择性得到α位芳基烷基硼酸酯。该反应适用于各种不同的位置和顺反构型的烯烃，Bpin、Bdmpd、Bdan都可以作为定位的硼酸酯基团。而在芳基方面，反应的官能团容忍性较强，值得一提的是，部分可以进行进一步偶联反应的官能团如-OTf、-OTs、-Cl、-Bpin等都能很好地兼容，噻吩、吡啶等杂环也能顺利反应，且该反应也适用于复杂的药物分子和天然产物衍生物的后修饰中。
图2. 底物拓展
该反应可以克级放大，反应产物中硼酸酯基团可以进行一系列的化学转化得到更有价值的产物（图3a）；同时作者也对不对称反应进行了初步的尝试，利用简单的手性Biox型配体L3，可以以高收率、高区域选择性得到中等ee值的目标产物（图3b）。
图3. 克级放大实验、产物衍生化、不对称反应尝试
相关工作发表在Angew. Chem. Int. Ed.，该论文通讯作者是南京大学化学化工学院的朱少林教授，第一作者是硕士研究生张遥。该研究工作得到国家自然科学基金委的大力资助。
原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面）：
Rapid Access to Highly Functionalized Alkyl Boronates by NiH‐Catalyzed Remote Hydroarylation of Boron‐Containing Alkenes
Yao Zhang, Bo Han, Shaolin Zhu
Angew. Chem. Int. Ed., 2019, DOI: 10.1002/anie.201907185
导师介绍
朱少林
https://www.x-mol.com/groups/slzhu
（本稿件来自Wiley）
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