科研进展 | 上科大物质学院高得伟课题组研究成果阐明1,2-双硼酸酯选择性官能团化反应机理

时间:2024-03-14浏览:10设置


近日,上海科技大学物质科学与技术学院高得伟课题组实现了1,2-双硼酸酯多取代位点C−B键的选择性炔基化和烯基化反应,揭示了其按照1,2-硼迁移过程和在多取代位点的C−B键直接偶联的汇聚式途径进行反应的机理,纠正了过去相关文献中认为该反应“单纯按照1,2-硼迁移机理进行”的认知误区。相关成果发表于国际化学领域代表期刊《有机化学通讯》(Organic Letters).

有机硼化合物在合成化学、药物化学和材料化学等研究中发挥着重要作用。目前研究主要集中在有机单硼化合物的转化上,对多硼化合物选择性转化的报道相对较少,此类化合物的合成、应用与功能研究亟待开发。上海科技大学高得伟课题组围绕“如何调控有机硼的区域发散性与立体专一性精准构筑”这一重要科学问题开展研究。近期他们发现有机锂试剂能够与1,2-双硼酸酯形成五元环的独特活化模式,实现了在1,2-双硼酸酯的多取代C−B键位点上进行选择性炔基化和烯基化反应。机理研究表明,该反应通过汇聚式途径进行,即同时发生1,2-硼迁移和在多取代C−B键位点直接反应的过程,且后者是主要反应途径。值得注意的是,这种方法可以方便地制备含有烯基或炔基取代的有机硼酸酯,产物中的C−B键和不饱和单元可用于后续官能团转化(图1)。图片

图1. 1,n-双硼酸酯的选择性官能化转化

为了探索反应机理,通过1-己炔的氢碘化反应制备化合物14,然后14发生锂卤交换,进而与10BpinOEt反应,很容易制备10B标记的反式烯基硼酸酯15。化合物15发生铜催化的硼化质子化反应,以65%的收率制备端位10B标记的化合物2c。将10B-2c置于标准反应条件下,能够以80%的分离收率得到炔基化产物4c(图2)。

图2. 10B标记的硼酸酯2c的合成及在炔基化反应中的研究

由于市售的EtOBpin和化合物4c11B-NMR化学位移分别位于22.0 ppm和33.6 ppm,所以EtOBpin可以作为内标测定4c11B丰度。使用等摩尔量的EtOBpin作为内标,测定由10B-2c在标准条件下制备的炔基化产物4c11B丰度,可明显观察到有23%的11B信号。这表明23%的10B-2c先在一级C−10B键位点反应,随后经历1,2-硼迁移进行偶联;同时77%的10B-2c在二级C−B键位点直接发生炔基化反应。以上实验证明了该反应经历1,2-硼迁移过程和在多取代位点的C−B键直接偶联的汇聚式反应途径,且后者是主要反应途径,最终得到相同的目标产物(图3)。本工作还制备了不同电性和位阻的10B标记的化合物2,并考察了不同的芳基锂试剂,实验结果均证明了反应按照汇聚式的机理进行。

图3. 11B-NMR实验机理研究


上海科技大学物质学院博士研究生邹细长与硕士研究生葛建非为本文共同第一作者,高得伟教授为通讯作者,感谢黄逸凡教授和杨云霄同学给予的大力支持。


文章标题:

Regioselective Alkynylation and Alkenylation at the More Hindered C–B Bond of 1,2-Bis(Boronic) Esters


文章链接:

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.orglett.3c04301


返回原图
/