有機硼化物具有反應性可調(diào)、性質(zhì)穩(wěn)定、易于操作等特性，在合成化學中得到了廣泛的應用。傳統(tǒng)意義上，合成有機硼酸酯的方式如下：1）當量的有機金屬試劑與親電性硼試劑反應；2）不飽和雙鍵的氫硼化反應；3）過渡金屬催化的C-X鍵的硼化反應。最近，化學家采用當量的有機鋰試劑與烯基硼反應，生成硼酸根配合物，隨后經(jīng)單電子或雙電子的[1,2]-遷移反應過程可產(chǎn)生有機硼酸酯化合物。盡管取得了一些進展，但是該領域仍舊存在一些挑戰(zhàn)需要解決。例如，采用催化的方法實現(xiàn)此過程可以避免當量有機金屬試劑的使用，這將會進一步增加這一方法的實用性。最近，西班牙加泰羅尼亞化學研究所的Ruben Martin課題組在實驗室前期親電交叉偶聯(lián)反應與烯烴官能團化研究的基礎上，聯(lián)合光催化劑與Ni催化劑，采用三個親電試劑，實現(xiàn)了烯基硼酸酯的位點選擇性雙官能團化反應。該反應無需當量的有機金屬試劑，條件溫和、選擇性高，為官能團化的烷基硼酸酯化合物提供了一種新的合成方法（Scheme 1）。相關研究成果發(fā)表在Angew. Chem. Int. Ed.上（DOI: 10.1002/anie.201916279）。
（來源：Angew. Chem. Int. Ed.）
作者的設想如下（Scheme 2）：首先，烷基鹵代物經(jīng)單電子轉移過程產(chǎn)生親核性烷基自由基，該自由基可與烯基硼酸酯區(qū)域選擇性加成生成中間體I；另一方面，零價金屬Ni可與芳基鹵代物氧化加成生成二價Ni配合物II；最后，自由基中間體I被配合物II捕獲，生成三價Ni中間體Ⅲ，其經(jīng)還原消除后得到最終產(chǎn)物。同時，產(chǎn)生的一價Ni可經(jīng)單電子轉移過程再生零價Ni活性催化劑。
（來源：Angew. Chem. Int. Ed.）
首先，作者采用4-溴苯甲酸甲酯1a、烯基硼酸酯2a、溴代叔丁烷3a為模板底物進行條件優(yōu)化（Scheme 3）。通過對鎳源、配體、光敏劑及電子供體等條件的優(yōu)化，作者確定了最優(yōu)反應條件為：NiCl2·DME為金屬鹽、L1為配體、4CzIPN為光敏劑、TMEDA為電子供體，底物于藍光照射下反應20 h，最終以73%的分離收率得到目標產(chǎn)物。
（來源：Angew. Chem. Int. Ed.）
確定了最優(yōu)反應條件后，作者隨后對反應的底物范圍進行了擴展（Scheme 4）。許多不同電性和位阻的芳基鹵代物均能參與到反應中。值得一提的是，在某些例子中需要加入氯化鋰來提高收率。反應具有良好的官能團耐受性，酯基、硝基、烯烴、磺酰胺、砜、縮醛、酮、芳基硼酸酯、芳基鹵代物等基團均能兼容反應條件。將反應擴大至克級規(guī)模時，仍以相似收率得到產(chǎn)物。作者還對三級烷基溴及烯烴底物進行了擴展，均能以中等至良好收率得到目標產(chǎn)物（Scheme 5）。
（來源：Angew. Chem. Int. Ed.）
（來源：Angew. Chem. Int. Ed.）
為了進一步說明反應的實用性，作者隨后對產(chǎn)物進行了后續(xù)轉化，主要包括：1）氧化反應；2）烯基化、芳基化、?；?、雜芳基化等C-C成鍵。最后，作者通過自由基抑制試驗、自由基環(huán)化試驗與當量試驗進一步驗證了前面的設想。
小結：Ruben Martin課題組發(fā)展了一種模塊化的方法，采用三種不同的親電試劑實現(xiàn)了烯基硼酸酯的選擇性1,2-雙官能團化反應。該反應條件溫和，選擇性高，為烷基硼酸酯化合物提供了一種新的思路。
