在化学合成领域，烷基C-H键的催化硼化历来被视为一项极具挑战性的任务。这种反应通常需要在高温条件下进行，或者需要大量的底物，原因在于烷基C-H键的反应性相对较低。然而，最近的一项创新研究为这一难题提供了解决方案，展示了一种全新的铱催化系统，这一系统使用2-氨基菲啰啉作为配体，能够在几乎没有诱导期的情况下，以高反应速率催化烷基C-H键的硼化反应。这种2-氨基菲啰啉配位的催化剂显示出的超强活性和反应性，拓宽了反应的适用范围，包括对敏感底物（如环氧化物和糖苷醚）的反应，增强了反应的对映体选择性，并提高了硼化产物的产率。更值得注意的是，这些催化剂还首次实现了在室温条件下对烷烃、胺和醚的硼化。机理研究表明，在反应条件下，N-硼化反应容易发生，含有N-硼基氨基菲啰啉的铱复合物是该反应的有效前催化剂。

图片来源：JACS

C-H键的功能化为复杂分子的后期多样化创造了可能性。尤其是C-H键的硼化反应，因为所得的硼酸酯产品是众多功能团的前体，这种反应的价值尤为突出。尽管基于铱的催化剂对未活化的烷基C-H键的硼化仍在开发中，但最最近的研究进展已开始将烷基 C-H 键的催化非定向硼酸化转变为获取烷基硼酸酯的一种日益实用的方法。（图1）通过使用含氨基的菲啰啉代替2-甲基菲啰啉，作者团队发现，这种变化促进了在2位上取代基的修饰，因为N-H键的催化或非催化硼化比C-H键的硼化更快。此外，2-氨基菲啰啉比2-烷基菲啰啉更容易通过模块化合成准备。（图2）因此，作者制备了多种2-氨基菲啰啉，并测试了它们在100°C下对四氢呋喃的硼化反应。与2-甲基菲啰啉的铱复合物催化的THF硼化反应相比，2-氨基菲啰啉的铱复合物催化的反应几乎没有诱导期，并且所得烷基硼酸酯产品的产率甚至超过100%，表明HBpin副产物与THF的部分反应形成了相同的3-硼基-THF。

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本研究成功开辟了一条在温和条件下高效进行烷基C-H键硼化的新途径，相比传统方法，显著降低了反应条件的苛刻程度，并扩大了硼化反应的适用范围。这不仅为合成化学领域提供了一种新的、高效的C-H键功能化策略，也为后续的药物发现和材料制备等领域的研究提供了强大的工具。此外，本研究还为理解金属催化剂中配体设计的重要性提供了宝贵的见解，推动了金属有机化学和催化化学的发展。

标题：2-Aminophenanthroline Ligands Enable Mild, Undirected, Iridium-Catalyzed Borylation of Alkyl C–H Bonds

作者：Isaac F. Yu, Kyan A. D’Angelo, Ángel D. Hernandez-Mejías, Nanrun Cheng, and John F. Hartwig*

链接：https://doi.org/10.1021/jacs.3c12981