【有机】Angew：炔酰胺与芳基二氯硼烷的区域/立体选择性1,2-碳硼化反应

导读：

近日，德国明斯特大学Armido Studer教授课题组和日本名古屋大学Shigehiro Yamaguchi教授课题组合作报道了一种无催化体系，可实现炔酰胺与芳基二氯硼烷的1,2-碳硼化反应，从而获得一系列β-硼基-β-烷基/芳基-α-芳基取代的烯酰胺衍生物。该反应具有底物范围广泛、官能团耐受性良好、收率高、区域和立体选择性出色等特点。此外，通过克级反应、产物后期衍生化实验以及1-boraphenalenes的合成，进一步证明了反应的实用性。相关研究成果发表在Angew. Chem. Int. Ed.上（DOI: 10.1002/anie.202107647）。

（图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.）

正文：

有机硼化合物是有机合成中的通用试剂，广泛存在于材料科学和药物化学中。其中，烯基硼酸酯是最常用的结构单元，可用于Suzuki-Miyaura交叉偶联、共轭加成、Zweifel烯化等反应中。迄今为止，化学家们已开发出多种制备烯基硼酸酯的方法，但α,β,β-三取代烯基硼酸酯的区域和立体选择性合成仍具有挑战。内炔烃与有机硼化合物的碳硼化反应可通过C-C和C-B键的构建直接合成α,β,β-三取代烯基硼酸酯。因此，金属催化（Scheme 1a）和膦催化（Scheme 1b）内部炔烃的1,2-碳硼化反应已取得一定进展。此外，Uchiyama和Hirano等报道了一种无催化体系，可实现炔烃的1,2-炔基硼化反应，其涉及炔丙醇对炔基硼酸酯的分子内活化的过程，更具原子经济性（Scheme 1c）。迄今为止，对于无需使用催化剂直接实现1,2-碳硼化反应仅有少数文献报道，且存在底物范围窄或收率低的问题。因此，仍需开发一种更为有效且实用的无催化体系。在此，作者提出了一种无催化体系，可实现炔酰胺与硼试剂的1,2-碳硼化反应，从而合成高度取代的β-硼基烯酰胺衍生物。该方法涉及烯酮亚胺型两性离子的生成（Scheme 1d）。

（图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.）

首先，当以炔酰胺1a与二氯苯基硼烷2a为底物时，先于氯仿溶剂中室温反应16 h后，再加入频哪醇与三乙胺在室温下反应1 h，即可获得74 %收率的产物3a。在获得最佳反应条件后，作者对炔酰胺底物范围进行了扩展（Scheme 2）。当R¹取代基为正丁基、苄基、烯丙基和苯基时，炔酰胺可与2a顺利反应，获得相应的产物3b-3e，收率为66-83%。其次，当N上的对甲苯磺酰基上含有不同的取代基时，也可获得相应的产物4a-4f，收率为64-84%。同时，具有空间位阻的底物以及β-苯乙烯基磺酰基和甲磺酰基保护的炔酰胺底物也可顺利反应，获得产物4g-4k。此外，当R²取代基为不同的芳基以及脂肪族取代基时，底物均与体系兼容，获得相应的产物5a-5p，收率为41-91%。

（图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.）

紧接着，作者对二氯硼烷底物2的范围进行了扩展（Scheme 3）。由于二氯硼烷的稳定性有限，作者开发了一种高度实用的一锅两步法。以稳定的三甲基芳基硅烷和BCl₃作为起始原料，先在CH₂Cl₂中反应生成二氯硼烷2；然后，将1a的CHCl₃溶液加入到二氯硼烷2中，并将混合物在室温下搅拌16 h。筛选结果表明，苯基对位含有甲基、苯基、苯氧基、二苯基氨基和卤化物时，均可与1a顺利反应，获得相应的产物6a-6e，收率为68-86%。其次，具有空间位阻的邻甲苯基二氯硼烷也是合适的底物，可获得产物6f。萘基和噻吩基硼试剂，也可顺利反应，获得产物6g和6h。有趣的是，二氯-1-萘基硼烷（来自 2e'）和二氯-2-萘基硼烷（来自 2f'）产生相同的产物 6g。值得注意的是，二氯烯基硼烷与 1a的反应，获得77%收率的6i。

（图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.）

接下来，作者对反应的实用性进行了研究（Scheme 4）。首先，在标准条件下，1a和1ab分别与PhBCl₂（2a）进行克级规模实验可获得72%和57%收率的产物3a和5l。其次，作者对β-硼基烯酰胺产物进行了衍生化反应。3a与4-MeC₆H₄I的Suzuki-Miyaura交叉偶联可获得80%收率的三芳基取代的烯酰胺7。AgNO₃催化5l的脱硼反应，可生成87%收率的双取代烯酰胺8。用NaBO₃处理5l以良好的收率获得酮9。使用ZnEt₂/CH₂I₂可将5l转化为完全取代的环丙基硼酸酯10。

（图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.）

硼掺杂多环芳烃（BPAHs）因其有趣的材料特性而备受关注。通过本文开发的策略可一步合成此类骨架（Scheme 5），如以1a为底物，通过1,2-碳硼化、分子内硼-Friedel-Crafts芳基化和水解的串联过程，即可获得收率为71%的硼掺杂多环芳烃11。其次，化合物11在CH₂Cl₂中与BCl₃反应，可进一步转化为相应的氯化物，除去溶剂并在THF中与甲基锂反应，可获得78%收率的均三甲苯基取代的硼掺杂萉化合物12。

（图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.）

总结：德国明斯特大学Armido Studer教授课题组和日本名古屋大学Shigehiro Yamaguchi教授课题组合作报道了一种需使用无催化剂即可实现的炔酰胺与芳基二氯硼烷的1,2-碳硼化反应，获得了一系列α,β,β-三取代烯基硼酸酯。该反应具有底物范围广泛、官能团耐受性良好、收率高、区域和立体选择性出色等特点。此外，通过克级反应、产物后期的衍生化实验以及含硼多环芳烃的合成，进一步证明了反应的实用性。