α-鹵代硼酸酯作為一類(lèi)既含有親核碳-硼鍵，又含有親電碳-鹵鍵地特殊兩性化合物，在有機(jī)合成和藥物發(fā)現(xiàn)中有著十分有趣的應(yīng)用。如α-鹵代硼酸酯和胺的1，2遷移取代反應(yīng)是構(gòu)建含α-氨基硼酸酯類(lèi)藥物硼替佐米和伊唑米特的關(guān)鍵方法。傳統(tǒng)合成α-鹵代硼酸酯的反應(yīng)主要包括：1）Matteson同系化反應(yīng)；2）鹵代烯烴的硼氫化；3）烯基硼酸酯鋯氫化后親電試劑捕獲；3）光誘導(dǎo)的溴代反應(yīng)，但限于二級(jí)硼酸酯。然而現(xiàn)有方法往往局限于線性合成，反應(yīng)條件劇烈且產(chǎn)物多為硼sp2雜化的硼酸酯（吸電子性質(zhì)的親核試劑發(fā)生取代反應(yīng)時(shí)易脫硼質(zhì)子化），不利于產(chǎn)物高效地多樣性轉(zhuǎn)化。
近日，中山大學(xué)的王洪根教授課題組報(bào)道了通過(guò)光催化合成α-鹵代芐基（N-甲基亞胺二乙酸）硼酸酯（N-甲基亞胺二乙酸：MIDA）以及發(fā)散式構(gòu)建α-官能化芐基MIDA硼酸酯的合成方法。作者通過(guò)可見(jiàn)光催化引發(fā)溴代試劑N-溴代琥珀酰亞胺(NBS)對(duì)芐基MIDA硼酸酯α位直接發(fā)生氫攫取的自由基反應(yīng)，得到了α位溴代的芐基硼酸酯產(chǎn)物。換用不同的鹵源，在催化劑芴酮的輔助下，使用NCS以及selectfluor還可得到相應(yīng)的α位氯代及氟代產(chǎn)物。
其中，α-溴代芐基硼酸酯可作為平臺(tái)分子發(fā)生SN2親核反應(yīng)發(fā)散式構(gòu)建一系列α-官能化芐基硼酸酯。不同于sp2雜化的硼酸酯類(lèi)底物，sp3雜化的MIDA硼酸酯可耐受一系列吸電子型親核試劑（如氰基負(fù)離子, 亞磺酰負(fù)離子等），得到硼保留的α-官能化產(chǎn)物。此外，該類(lèi)化合物還可以在銅催化下發(fā)生自由基Heck型反應(yīng)得到烯丙基硼類(lèi)化合物。
機(jī)理研究實(shí)驗(yàn)表明，芐位MIDA硼酸酯對(duì)于α位的C-H鍵有明顯的活化作用，從而降低了自由基氫攫取步的活化能。
綜上，利用MIDA硼對(duì)C(α)-H的活化作用，該工作報(bào)道了基于光化學(xué)的芐基MIDA硼酸酯的鹵代反應(yīng)，其產(chǎn)物可用于發(fā)散式合成系列α-官能化芐基硼結(jié)構(gòu)。該研究為小分子有機(jī)硼化合物的多樣和快速構(gòu)建提供了新方法。
論文信息：
Photochemical Radical C-H Halogenation of Benzyl N-Methyliminodiacetyl (MIDA) Boronates: Synthesis of α-Functionalized Alkyl Boronates
Ling Yang, Dong-Hang Tan, Wen-Xin Fan, Xu-Ge Liu, Jia-Qiang Wu, Zhi-Shu Huang, Qingjiang Li and Honggen Wang
Angewandte Chemie International Edition
DOI: 10.1002/anie.202011872
Angewandte Chemie International Edition
《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》
