近年來(lái)，通過(guò)π-體系的催化官能團(tuán)化增加分子的復(fù)雜性是一類高效且實(shí)用的方法。其中，受到廣泛關(guān)注的是炔烴類似物的位點(diǎn)選擇性雙官能團(tuán)化反應(yīng)，盡管炔烴通過(guò)單電子或雙電子途徑的1,2-雙官能團(tuán)化反應(yīng)已經(jīng)十分常見(jiàn)，但是1,1-雙官能團(tuán)化反應(yīng)則少有報(bào)道（Scheme 1）。目前，這些方法主要受限于過(guò)渡金屬催化，在大多數(shù)例子中需要使用復(fù)雜的配體或者復(fù)雜的有機(jī)金屬試劑。
近日，西班牙加泰羅尼亞化學(xué)研究所 Ruben Martin教授課題組報(bào)道了堿催化末端炔烴的立體選擇性1,1-硅硼化，反應(yīng)只需使用催化量的堿進(jìn)行，并且具有優(yōu)異的立體選擇性。相關(guān)成果近期發(fā)表于Angew. Chem. Int. Ed.（DOI: 10.1002/anie.201913544）。
（圖片來(lái)源：Angew. Chem. Int. Ed.）
首先，作者以苯乙炔（1a）和Et3SiBpin（2a）為模型底物進(jìn)行條件考察（Table 1）。通過(guò)對(duì)溶劑、堿、硅源、硼源的考察，作者最終確定最佳條件為：KHMDS（20 mol%）作堿，DME作為溶劑，底物于70 ℃中反應(yīng)。值得一提的是，該反應(yīng)有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：1、無(wú)需過(guò)渡金屬參與；2、底物比例為1:1，堿為催化量，提供了一種原子經(jīng)濟(jì)以及步驟經(jīng)濟(jì)的方法；3、立體選擇性地構(gòu)建了兩種不同的有機(jī)金屬鍵（Scheme 2）。
（圖片來(lái)源：Angew. Chem. Int. Ed.）
隨后，作者對(duì)底物范圍進(jìn)行了考察（Scheme 3），該反應(yīng)廣泛適用于各種芳烴取代的末端炔烴。同時(shí)，也具備較好的官能團(tuán)兼容性，對(duì)于氰基、咔唑、吡啶或酯基均適用。值得一提的是，在交叉偶聯(lián)中經(jīng)常作為底物的芳基鹵代物、磺酸酯、醚以及硫代物在該反應(yīng)中均無(wú)干擾，這為后期轉(zhuǎn)化提供了優(yōu)勢(shì)。多炔烴取代底物通過(guò)控制原料比例可以得到單取代或全取代產(chǎn)物。該反應(yīng)同樣適用于非芳香乙炔底物，但是區(qū)域選擇性明顯下降。
（圖片來(lái)源：Angew. Chem. Int. Ed.）
最后，作者對(duì)反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了研究。在氘代標(biāo)記實(shí)驗(yàn)中（Scheme 3），如果使用氘代1a-D1作為底物則得到氘代轉(zhuǎn)移產(chǎn)物3a-D1，而在氘代甲苯中則未得到明顯氘代產(chǎn)物，排除了經(jīng)由氫原子轉(zhuǎn)移（HAT）過(guò)程的自由基機(jī)理。在氘代標(biāo)記干擾實(shí)驗(yàn)中，產(chǎn)物3a與3j發(fā)生明顯的H/D交換。上述實(shí)驗(yàn)證明了1,1-雙官能團(tuán)化過(guò)程起始于苯乙炔sp C-H鍵脫質(zhì)子，隨后與Et3SiBpin進(jìn)行加成。硅硼物種（I, Scheme 1）的形成可能包含協(xié)同[1,2]-遷移過(guò)程。該過(guò)程可由下面實(shí)驗(yàn)證明：將底物10與PhSiMe2Li反應(yīng)，并未得到產(chǎn)物3b。
（圖片來(lái)源：Angew. Chem. Int. Ed.）
值得一提的是，作者將1v或1w置于苯乙炔和2a的反應(yīng)體系中時(shí)，在DME作溶劑的反應(yīng)中，產(chǎn)物3v和3w的立體選擇性發(fā)生嚴(yán)重下降，而在甲苯作溶劑的反應(yīng)中，則生成單一的異構(gòu)體（Scheme 6）。前者可歸因于DME對(duì)鉀離子的強(qiáng)配位作用，因此產(chǎn)生一個(gè)分離型硅硼離子對(duì)，優(yōu)先于經(jīng)由[1,2]-遷移形成聯(lián)烯型中間體。該過(guò)程可以由下面實(shí)驗(yàn)證明：底物1x在最優(yōu)反應(yīng)條件下觀察到脫氟硅硼化產(chǎn)物。而在甲苯作溶劑時(shí)，更傾向于形成緊密型離子對(duì)，因此立體專一性地生成目標(biāo)產(chǎn)物3v和3w。
（圖片來(lái)源：Angew. Chem. Int. Ed.）
小結(jié)：Ruben Martin 課題組報(bào)道了堿催化末端炔烴的立體選擇性1,1-硅硼化反應(yīng)，該反應(yīng)使用催化量的堿即可進(jìn)行，并且具有優(yōu)異的立體選擇性。該研究提供了一種原子經(jīng)濟(jì)以及步驟經(jīng)濟(jì)的方法用于炔烴的雙官能團(tuán)化反應(yīng)，所得產(chǎn)物中具有鄰位C-Si和C-B鍵，有利于進(jìn)行后期官能團(tuán)化修飾，構(gòu)建復(fù)雜性分子。
