碳硼烷是一类由硼、碳和氢原子组成的多面体簇合物。它们具有许多特殊的性质，比如良好的热稳定和化学稳定性、强缺电子性、超芳香性以及三维结构。由于这些独特的结构和性质，碳硼烷及其衍生物有着非常广泛的应用。例如，可以作为硼中子捕获治疗的试剂用以杀死癌细胞，另外在药物设计、金属有机及配位化学领域、有机光电功能材料、超分子材料中碳硼烷化合物也有着重要的应用。
图1. Frontispiece 图片来源: Angew. Chem. Int. Ed.
近年来研究发现，碳硼烷（C2B10H12）笼碳上连有芳基取代基的官能团化产物表现出非常有趣的光电性质。这类化合物主要是通过十硼烷与炔烃的反应来合成，但是十硼烷的高毒性大大限制了该方法的应用。香港中文大学谢作伟课题组一直致力于开发碳硼烷芳基化的简便方法。2015年，该课题成功将Kumada偶联反应用于碳硼烷芳基化，但是较苛刻的反应条件限制了底物的拓展（Angew. Chem. Int. Ed., 2015, 54, 7662−7665）。2017年，该课题组成功实现了紫外光促进的碳硼烷芳基化。研究发现在光照（λ= 365 nm）条件下，笼C-碘代碳硼烷能形成碳硼烷的碳自由基，它能进一步与未经活化的芳香烃或杂芳香烃反应，生成芳基或杂原子芳基碳硼烷。而且以C,C' -双碘代碳硼烷为原料时，双芳基取代碳硼烷同样可以高效率地合成。有趣的是，该方法也适用于分子内的芳基化反应，为含碳硼烷多环化合物的合成提供了一种简洁高效的方法。
图2. 碘代碳硼烷与芳香烃或杂芳香烃的去碘偶联反应 图片来源: Angew. Chem. Int. Ed.
无需过渡金属及光敏剂，谢作伟课题组实现了紫外光照射下碘代碳硼烷与芳香烃或杂芳香烃的去碘偶联反应，该方法为碳硼烷碳顶点高效芳基化提供了一条新路径。
这一成果近期发表在Angew. Chem. Int. Ed. 上，文章的第一作者是香港中文大学博士研究生倪航程。
该论文作者为：Hangcheng Ni, Zaozao Qiu, Zuowei Xie
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Photoarylation of Iodocarboranes with Unactivated (Hetero)Arenes: Facile Synthesis of 1,2-[(Hetero)Aryl]n-o-Carboranes (n = 1,2) and o-Carborane-Fused Cyclics
Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 712−716, DOI: 10.1002/anie.201610810
导师介绍
谢作伟
http://www.x-mol.com/university/faculty/26788
课题组主页
http://www.cuhk.edu.hk/research/xie_lab
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