中山大学王洪根团队Adv. Sci.：β-硼效应导向的炔丙基硼区域选择性亲电加成反应

对于非对称分子内炔烃来说，如何控制其亲电加成反应的区域选择性一直具有挑战性。目前的策略主要包括借用马氏规则，通过共轭效应以及分子内反应来实现。近日，中山大学王洪根（点击查看介绍）课题组开展了一类利用β-硼超共轭效应实现的炔丙基MIDA(N-甲基亚氨基二乙酸)硼酸酯的区域选择性亲电加成反应。

前期，该课题组在硼导向的官能团化领域取得了一系列成果（Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 14707；Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 16544；Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 13784；Chem. Sci., 2022, 13, 2981；Chem. Sci., 2022, 13, 6413；J. Am. Chem. Soc. 2022, 144 , 14380-14387; J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 13, 7548–7558）。

例如，该课题组与加拿大多伦多大学（University of Toronto）Andrei K. Yudin课题组合作，实现了一类使用β-硼效应导向的内烯区域选择性与立体特异性的亲电加成反应（J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 13, 7548–7558）。在此工作的基础上，作者近期发现相同的β-硼效应可以适用于炔烃的亲电加成反应中。研究表明，硼的取代不仅可以提高炔烃的反应活性，还赋予了反应优秀的区域选择性。基于该策略，作者成功构建了四类包括氢-氟化、氢-羟基化、碘-氟化和碘-氯化在内的不同官能团化产物。机理研究以及计算结果都表明β-硼效应对提高炔烃反应活性以及区域选择性具有决定性作用。相关工作发表在Advanced Science 上。

图1

为了阐明β-硼效应在反应过程中的作用，作者进行了机理实验：炔丙基MIDA硼酸酯与普通内炔烃的竞争实验表明炔丙基硼B（MIDA）表现出更强的反应活性，证明σ（C-B）键可以通过超共轭效应使炔烃更具亲核性（图2B），通过前线分子轨道计算结果同样证明相比于普通内炔，炔丙基B（MIDA）具有更高的HOMO轨道能量（0.3 ev）且在γ位的HOMO轨道贡献值更大。NBO分析表明在更多的负电荷集中在炔丙基硼B（MIDA）的γ位，对反应的区域选择性起到决定性作用（图2C）。

图2 

为了证明该反应的应用价值，作者进行了一系列的转化应用。通过简单转化可快速制备多种官能团化产物（图3）。

图3

总结

王洪根课题组利用β-硼效应实现了炔烃的高区域选择性亲电加成反应，底物兼容性广。这些反应为合成系列高功能化和复杂的有机硼化合物提供了一种简单的方法，同时为进一步探索𝛽-硼效应促进的新活性和新反应发现提供了思路。

这一成果近期发表在Advanced Science，中山大学黎茵、陈志豪为共同第一作者，中山大学王洪根教授为通讯作者。

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

Regioselective Electrophilic Addition to Propargylic B(MIDA)s Enabled by 𝜷-Boron Effect 

Yin Li⁺, Zhi-Hao Chen⁺, Shuang Lin, Yuan Liu, Jiasheng Qian, Qingjiang Li, Zhi-Shu Huang, Honggen Wang*

Adv. Sci., 2023, DOI: 10.1002/advs.202304282

王洪根教授简介

王洪根，博士，国家高层次引进青年人才，国家优青，中山大学教授，博导。2011年于中国科学院广州生物医药与健康研究院取得博士学位，导师：朱强 研究员，张健存 研究员，2011年至2013年在德国明斯特大学进行博士后研究，合作导师：Prof. Dr. Frank Glorius，2013年9月起就职于中山大学大学。

课题组网站：

https://www.x-mol.com/groups/SYSU-Wang_Honggen