碱催化末端炔烃的立体选择性1,1-硅硼化

on style="overflow-wrap: break-word;">

近年来，通过π-体系的催化官能团化增加分子的复杂性是一类高效且实用的方法。其中，受到广泛关注的是炔烃类似物的位点选择性双官能团化反应，尽管炔烃通过单电子或双电子途径的1,2-双官能团化反应已经十分常见，但是1,1-双官能团化反应则少有报道（Scheme 1）。目前，这些方法主要受限于过渡金属催化，在大多数例子中需要使用复杂的配体或者复杂的有机金属试剂。

近日，西班牙加泰罗尼亚化学研究所 Ruben Martin教授课题组报道了碱催化末端炔烃的立体选择性1,1-硅硼化，反应只需使用催化量的碱进行，并且具有优异的立体选择性。相关成果近期发表于Angew. Chem. Int. Ed.（DOI: 10.1002/anie.201913544）。

（图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.）

首先，作者以苯乙炔（1a）和Et₃SiBpin（2a）为模型底物进行条件考察（Table 1）。通过对溶剂、碱、硅源、硼源的考察，作者最终确定最佳条件为：KHMDS（20 mol%）作碱，DME作为溶剂，底物于70 ℃中反应。值得一提的是，该反应有以下几点优势：1、无需过渡金属参与；2、底物比例为1:1，碱为催化量，提供了一种原子经济以及步骤经济的方法；3、立体选择性地构建了两种不同的有机金属键（Scheme 2）。

（图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.）

随后，作者对底物范围进行了考察（Scheme 3），该反应广泛适用于各种芳烃取代的末端炔烃。同时，也具备较好的官能团兼容性，对于氰基、咔唑、吡啶或酯基均适用。值得一提的是，在交叉偶联中经常作为底物的芳基卤代物、磺酸酯、醚以及硫代物在该反应中均无干扰，这为后期转化提供了优势。多炔烃取代底物通过控制原料比例可以得到单取代或全取代产物。该反应同样适用于非芳香乙炔底物，但是区域选择性明显下降。

（图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.）

最后，作者对反应机理进行了研究。在氘代标记实验中（Scheme 3），如果使用氘代1a-D¹作为底物则得到氘代转移产物3a-D¹，而在氘代甲苯中则未得到明显氘代产物，排除了经由氢原子转移（HAT）过程的自由基机理。在氘代标记干扰实验中，产物3a与3j发生明显的H/D交换。上述实验证明了1,1-双官能团化过程起始于苯乙炔sp C-H键脱质子，随后与Et₃SiBpin进行加成。硅硼物种（I, Scheme 1）的形成可能包含协同[1,2]-迁移过程。该过程可由下面实验证明：将底物10与PhSiMe₂Li反应，并未得到产物3b。

（图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.）

值得一提的是，作者将1v或1w置于苯乙炔和2a的反应体系中时，在DME作溶剂的反应中，产物3v和3w的立体选择性发生严重下降，而在甲苯作溶剂的反应中，则生成单一的异构体（Scheme 6）。前者可归因于DME对钾离子的强配位作用，因此产生一个分离型硅硼离子对，优先于经由[1,2]-迁移形成联烯型中间体。该过程可以由下面实验证明：底物1x在最优反应条件下观察到脱氟硅硼化产物。而在甲苯作溶剂时，更倾向于形成紧密型离子对，因此立体专一性地生成目标产物3v和3w。