手性有機(jī)硼化合物在合成，材料，醫(yī)藥等領(lǐng)域都有廣泛用途，發(fā)展結(jié)構(gòu)多樣性手性有機(jī)硼的合成方法具有重要意義。手性偕二芳基甲基硼能夠方便地轉(zhuǎn)化為藥物結(jié)構(gòu)中常見(jiàn)的偕二芳基甲烷以及三芳基甲烷骨架，但是迄今這類手性硼合成方法很少，局限很大。
南開(kāi)大學(xué)化學(xué)學(xué)院朱守非課題組近年來(lái)發(fā)展了一系列卡賓對(duì)硼氫鍵的插入反應(yīng)，合成了多種結(jié)構(gòu)新穎的有機(jī)硼試劑。最近，該課題組報(bào)道了偕二芳基卡賓對(duì)硼氫鍵的不對(duì)稱插入反應(yīng)，高效、高選擇性地制備了手性偕二芳甲基硼，收率高，對(duì)映選擇性好，官能團(tuán)耐受性優(yōu)異，具有很好的應(yīng)用前景。
該反應(yīng)以手性銠配合物為催化劑，雙芳基重氮甲烷為卡賓前體，在溫和條件下和Lewis堿與硼烷地加合物反應(yīng)，以中等至較高的收率（74-99%）和對(duì)映選擇性（71-99% ee）生成手性偕二芳基甲基硼烷。該反應(yīng)有很好的官能團(tuán)耐受性，能夠耐受硝基、鹵原子、三氟甲基、縮醛、酰胺基、酯基、砜基、三氟甲氧基、氰基、苯并呋喃基、吲哚基以及吡啶基等官能團(tuán)，這是已知合成手性偕二芳基甲基硼的方法所不具備的優(yōu)勢(shì)。 該反應(yīng)可以放大至克級(jí)規(guī)模，催化劑最高轉(zhuǎn)化數(shù)可達(dá)14000，具有很好的應(yīng)用潛力。插入產(chǎn)物不僅能方便的轉(zhuǎn)化為不同類型的硼試劑，還能夠通過(guò)官能團(tuán)轉(zhuǎn)化或交叉偶聯(lián)反應(yīng)，制備相應(yīng)的手性偕二芳基甲醇、偕二芳基甲胺及三芳基甲烷。這些轉(zhuǎn)化過(guò)程收率都比較高，對(duì)映選擇性也得到了很好的保持。 作者進(jìn)行了深入的機(jī)理研究，根據(jù)動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)推測(cè)該反應(yīng)的速率和催化劑、重氮、硼烷分別為一級(jí)、零級(jí)、負(fù)一級(jí)動(dòng)力學(xué)關(guān)系，硼氫鍵插入為決速步。密度泛函理論計(jì)算表明，硼烷對(duì)雙銠催化劑有明顯的配位，這是硼烷呈負(fù)一級(jí)動(dòng)力學(xué)效應(yīng)的原因；協(xié)同的硼氫鍵插入過(guò)程是決速步也是對(duì)映選擇性決定步，給出兩種構(gòu)型產(chǎn)物的過(guò)渡態(tài)能量相差2.1 kcal/mol，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符；能量差異來(lái)源于重氮底物的給電子芳環(huán)與催化劑的羧基負(fù)離子之間的排斥。該反應(yīng)的對(duì)映選擇性和重氮底物兩個(gè)芳環(huán)之間的電性差異有很好的線性相關(guān)，有可能是兩個(gè)芳環(huán)為滿足缺電子的卡賓碳的電性需求，分別采取和Rh=C雙鍵正交或共平面的構(gòu)象所致。 該工作中，朱守非課題組成功將硼氫鍵插入反應(yīng)用于手性偕二芳甲基硼的合成。該方法具有條件溫和，收率和對(duì)映選擇性高，催化劑用量少，官能團(tuán)耐受性好，易于放大，產(chǎn)物穩(wěn)定性高、易于轉(zhuǎn)化等特點(diǎn)，具有很好的應(yīng)用前景。深入的機(jī)理研究闡明了反應(yīng)的對(duì)映選擇性來(lái)源和卡賓兩個(gè)芳基上取代基的電性密切相關(guān)，這對(duì)后續(xù)反應(yīng)和催化劑設(shè)計(jì)有重要借鑒意義。 論文信息： Dirhodium-Catalyzed Enantioselective B–H Bond Insertion of gem-Diaryl Carbenes: Efficient Access to gem-Diarylmethine Boranes Yu-Tao Zhao, Yu-Xuan Su, Xiao-Yu Li, Liang-Liang Yang, Ming-Yao Huang, Shou-Fei Zhu, Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202109447
