方法学｜史壮志《Nature》无金属sp2-CH 硼化

引言

第一作作者是Jiahang Lv

通讯作者是史壮志（Zhuangzhi Shi）教授

该研究报道了通过BX3实现吲哚环上的区域选择性硼化：

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 简介

有机硼试剂是重要的合成中间体，在天然产物、药物和有机材料的合成中起着关键作用。更简单、更温和、更有效的有机硼方法的发现，可以为不同物质的合成开辟新的途径。

为了获得优异的位点选择性，有机硼化合物通常是通过定向邻位金属化(通常是锂化)过程合成的，这一过程与许多敏感官能团不相容：

在过去的二十年中，过渡金属催化的定向C-H活化已成为构建C-B键的有力工具：

然而，这些反应主要依赖于带有配体的贵金属催化剂，这可能是一个很大的限制——特别是考虑到大规模合成和需要去除制药产品中的有毒微量金属时。早期的研究涉及到没有过渡金属催化剂的定向C-H硼化反应，并有强烈的配位基团如吡啶的辅助。虽然区域选择性可以达到非常好的水平，但这种反应通常需要苛刻的条件(包括高达300°C的温度)和铝盐的使用。

一种温和的无金属策略取代过渡金属催化过程：

提供了一种实用、廉价且对环境无害的C-H硼化的替代途径

吲哚基是一个重要的结构基序。

最近的一些研究报道了不使用过渡金属的吲哚C-H功能化，包括受挫lewis -对催化的吲哚在最富电子的C3位置的C-H硼化，以及通过kot布催化的C-H硅化获得c2 -硅化吲哚的方法

在吲哚的N1或C3位置上安装吡戊酰基团，可以选择性地将硼类输送到不利的C7或C4位置

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探索与优化

根据设想，作者尝试反应：

结果发现，在标准条件下，反应的核磁产率为85%，分离收率达到78%

当使用BF3代替BBr3时，没有获得期望的硼酸酯产品。同样的，如果使用ClBcat/HBpin/9-BBN代替BBr3时，也是无法获得相应的产物

使用BCl3代替BBr3时，反应可以进行，但是目标化合物收率很低，仅为10%

溶剂方面，当采用DCE代替DCM时，收率略有下降，为75%

另外，当地物中给电子基团有Piv更换为Ac或Boc时，也无法制备得到所需的硼酸酯

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底物拓展

获得该反应的最佳条件后，作者进行底物适用性研究：

结果可知，该反应具有非常广泛的底物适用范围，并且产品的区域选择性优秀，反应收率高。

结果可知，芳胺上卤代、硝基取代、烷基取代、芳基取代或者羧酸酯基取代，反应都可以顺利进行，反应收率高至优秀，轴手性也保持优秀的选择性。

随后，作者应该该反应，还进行了其他官能团的转化：

这些转化表明，作者开发的这个方法具有简便高效的官能团转化应用，相比一些传统的方法，可以缩短反应步骤，降低反应成本，减少废弃物等等

最后，作者与K N Houlk教授合作，对反应历程进行了计算推理：

评述

作者采用无金属方法，实现了吲哚环的区域选择性C-H活化硼酸酯化，该方法底物适应性好，区域选择性优秀，产率高；并且操作简便

方法和产物都可以用于进一步的官能团转化，具有很好的应用价值

化解 chem，一起全合成