【有机】Angew：印第安纳大学Brown课题组实现镍催化的烯基芳烃的芳硼化
烯烃的双官能团化可以快速扩展分子复杂性，是有机合成中重要的合成策略。其中，烯烃碳硼化已经成为一种有效的策略，可以在烯烃上引入多种基团。目前，单取代、1,2-二取代和1,1-二取代的烯基芳烃的芳硼化已得到广泛研究（Scheme 1A）；而三取代的链烯基芳烃的官能团化仍然充满挑战。
最近，印第安纳大学M. Kevin Brown课题组发现了一种Ni催化的未经活化烯烃的芳硼化方法，促使其探索Ni催化在高度取代的链烯基芳烃中的应用。近日，该课题组报道了一种三取代链烯基芳烃的芳硼化方法用于合成具有挑战性的硼取代的季碳或二芳基季碳（Scheme 1B），并发现1,2-二取代链烯基芳烃的区域性芳硼化具有溶剂依赖性，进一步增加了该方法的实用性（Scheme 1C），该成果发表于近期Angew. Chem. Int. Ed.（DOI: 10.1002/anie.201904861）。
（图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.）
在先前报道的Ni催化条件下，三取代链烯基芳烃的芳硼化仅以低至中等产率得到所需产物。通过条件优化，作者发现以DMA作为溶剂，并在加入底物和催化剂之前先将KOEt和(Bpin)2预混合产率更高。此外，5 mol% NiCl2（DME）和芳基溴（3.0 eq.）效果最佳，但较低的催化剂负载量或较少的芳基溴用量也可以得到可接受的产率。
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在优化的条件下，含给电子、吸电子和具有空间位阻取代基的芳基溴化物以及胺、醇、酯和酰胺等官能团具有良好的耐受性（Scheme 2）。然而，使用杂环时，产率略低。芳基溴化物适用范围的主要限制：强吸电子取代基如CF3会导致产物产率降低。
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关于烯烃的适用范围（Scheme 3），需注意：1）对于硼取代季碳的合成，芳基的取代模式可以通过各种含吸电子、给电子、空间位阻的取代基改变；2）环状和非环状底物均可参与反应；3）30和37的高非对映选择性合成，其芳硼化可能发生在烯烃的受阻最小的面上；4）对于含有非环取代基的底物，产率随取代基位阻增大而降低（比较2和33）；5）二芳基季碳的构建可以通过非环状和环状底物实现。
（图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.）
芳硼化反应可以克级规模进行（Scheme 4）。此外，C-B键可以通过氧化和Matteson同素化/氧化来构建；用于合成糖皮质激素受体调节剂的醇48通过芳硼化只需3-4次操作即可立体选择性合成。
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接下来，作者考察了1,2-二取代的链烯基芳烃（Table 2），并在标准条件下以优异的选择性得到51。当用甲苯作为共溶剂，则会产生区域异构体52（>20:1dr）；当增加甲苯用量、升高反应温度（60 ℃ vs rt），并加入KOMe（vs KOEt）和过量烯烃时只得到52。因此，通过对溶剂等反应条件的微小改变可以调整芳硼化的区域选择性。最近，盐和(Bpin)2进行Pd催化的芳硼化，而1,2-二取代的链烯基芳烃不能。
（图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.）
按照Table2中entry 1和12条件下，非环状和环状1,2-二取代的链烯基芳烃均可以优异的区域选择性和非对映选择性参与反应（Scheme 5）。虽然三取代烯烃的芳硼化在DMA中可以进行（Schemes 2–3），但在甲苯中不能反应。
（图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.）
为了解释在不同溶剂中观察到的不同区域选择性，作者提出了两种催化循环（Scheme 6）。在DMA中反应时，作者认为先生成[Ni]-Bpin络合物62，再与烯烃反应。无论何种烯烃取代模式，迁移插入的区域选择性都会产生苄基-[Ni]-络合物63，然后与ArBr进行氧化加成、还原消除得到产物。在甲苯中反应时，作者认为从NiIIArBr络合物66发生迁移插入，其区域选择性决定于苄基-[Ni]-络合物67，然后与(Bpin)2进行金属转移、还原消除得到产物。
（图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.）
最后，作者通过实验支持了上述催化循环（Scheme 7）。当向反应混合物中加入MeOH后产生69，表明Bpin是在芳基之前引入。此外，氟乙烯70反应产生乙烯基硼酸酯71。室温下乙烯基氟化物的偶联反应非常缓慢，表明烷基-[Ni]-络合物通过1,2-消除得到产物。
（图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.）
结语：
M. Kevin Brown课题组通过镍催化链烯基芳烃的芳硼化实现了具有挑战性的硼取代的季碳和二芳基季碳的合成。此外，1,2-二取代链烯基芳烃的芳硼化区域选择性可以通过改变溶剂来调整，提供了可以获得多样化和通用性产物的实用方法。
●上海科技大学李智课题组：醌和内酯的氧化还原链式开环反应研究——制备醌式羧酸衍生物