1,2-二硼硅烷：催化对映体选择性合成及位点选择性交叉偶联

导读

近日，美国波士顿学院James P. Morken课题组报道了一种铂催化(Z)-1,2-二硼基烯烃的对映选择性硅氢化反应，合成了一系列1,2-二硼基-1-硅基烷烃，其可进行多种催化交叉偶联反应。同时，根据所使用的催化剂和交叉偶联反应条件，偶联可以发生在相对于硅烷中心的α-或β-位。相关研究成果发表在ACS Catal.上（DOI: 10.1039/D2GC04578H）。

正文

手性有机金属化合物由于其高反应性和能够进行立体专一性转化的能力，在现代有机化学中是一种具有价值的试剂。在这些化合物中，带有两个或多个有机金属基团的底物，可通过顺序化学选择性转化来解决分子复杂性合成的问题。作为反应性有机金属试剂（如有机锂化合物或格氏试剂）的替代品，有机硼和有机硅试剂由于其构型稳定性、低毒性和多功能性，近年来引起了人们的关注。这些化合物可以通过过渡金属催化的交叉偶联反应（如Suzuki−Miyaura和Hiyama−Denmark反应）形成一系列C−C和C−杂原子键。2012年，Jaesook Yun课题组（Org. Lett. 2012, 14, 2606.）报道了一种铜催化硅基炔烃的对映选择性双重硼化反应，合成了一系列1,2-二硼基硅烷（Figure 1a）。作为另一种途径，2019年，Ming Chen课题组（Org. Lett. 2019, 21, 9893.）开发了一种钯催化联烯基硅烷的对映选择性双硼化反应，合成了α-硅基-β-硼基-烯丙基硼酸酯（Figure 1b）。然而，上述合成的产物尚未进行进一步的交叉偶联反应   研究。针对相关的邻位双硼酸酯，化学家们还开发了相关的钯或铜催化区域选择性偶联反应（Figure 1c）。近日，美国波士顿学院James P. Morken课题组报道了一种铂催化(Z)-1,2-二硼基烯烃的对映选择性硅氢化反应，合成了一系列1,2-二硼基-1-硅基烷烃，其可用于进一步的催化交叉偶联反应（Figure 1d）。

（图片来源：ACS Catal.）

首先，作者以(Z)-二硼基乙烯2与PhMe₂Si作为模型底物，对反应条件进行了大量的筛选（Figure 2）。筛选结果表明，当以Pt(dba)₃作为催化剂，L6作为手性配体，(OⁱPr)₃SiH作为氢源，THF作为溶剂，在室温下反应，可以>98%的收率与94:6 er得到产物1a。同时，在上述标准条件下，当使用不同的硅试剂时，可分别获得相应1b-1d，收率为92-98%，er为79:21-94:6。

（图片来源：ACS Catal.）

铜催化烯丙基溴与二硼硅烷偶联反应的研究（Figure 3）。研究表明，在优化的条件下，当底物1中的R₃为-Me₂Ph与-Me₃时，均可顺利进行反应，以高收率获得相应的烯丙基化产物3a（88%）和3e（90%）。然而，当底物1中的R₃为-(i-Pr)₃时，仅获得小于5%收率的烯丙基化产物3f。同时，α-硼基硅烷（4）和β-硼基硅烷（5和6）未能有效地进行反应，进一步表明了1,2-二硼基单元的活化作用能够促进底物1a和1e反应。

（图片来源：ACS Catal.）

铜催化α-硼基硅基硼酸酯与有机亲电试剂的交叉偶联反应的研究（Figure 4）。研究表明，在优化的条件下，1a 可与一系列烯基与炔基卤化物顺利进行反应，获得相应的醇类化合物7-26，收率为45-95%。同时，当以(R)-1a为底物时，可进行立体专一性的转化，获得相应的产物(R)-7、(R)-15和(R)-23，收率为60-89%，er为92:8-93:7。

（图片来源：ACS Catal.）

铜/钯协同催化α-硼基硅基硼酸酯和有机亲电试剂的交叉偶联反应的研究（Figure 5）。研究表明，在优化的条件下，一系列烯基溴衍生物均可与1a顺利进行偶联反应，获得相应的醇类化合物27-34，收率为33-70%。同时，当以(R)-1a为底物时，可进行立体专一性的转化，获得相应的产物(R)-27（71%，90:10 er，91% es）和(R)-28（61%，88:12 er，86% es）。

（图片来源：ACS Catal.）

钯催化β-硅基硼酸酯与C(sp²)溴化亲电试剂偶联反应的研究（Figure 6）。研究表明，在优化的条件下，当以(R)-1a为底物时，可进行立体专一性的偶联反应，获得相应的产物(R)-35（94%，92:8 er，95% es）和(R)-36（97%，90:10 er，91% es）。同时，一系列烯基溴衍生物均可与1a顺利进行偶联反应，获得相应的产物37-41，收率为61-91%。

（图片来源：ACS Catal.）

串联硅氢化与偶联反应的研究（Figure 7）。研究表明，以(Z)-二硼基乙烯为底物，通过串联硅氢化反应与铜催化烯丙基化偶联反应，可直接合成化合物(R)-7，收率为93%，er为93:7。同时，通过串联硅氢化反应与钯催化偶联反应，可直接合成化合物(R)-35，收率为73%，er为92:8。

（图片来源：ACS Catal.）

总结

美国波士顿学院James P. Morken课题组报道了一种铂催化(Z)-1,2-二硼基烯烃的对映选择性硅氢化反应，合成了一系列1,2-二硼基-1-硅基烷烃，其可进行进一步的催化交叉偶联反应。同时，根据所使用的催化剂和交叉偶联反应条件，偶联可以发生在相对于硅烷中心的α-或β-位。

论文信息：

1,2-Diborylsilanes: Catalytic Enantioselective Synthesis and Site-Selective Cross-coupling

Ziyin Kong, Weipeng Hu, James P. Morken

ACS Catal. DOI: 10.1021/acscatal.3c01789