Angew. Chem. ：基于后期立体转化策略实现β-取代苯乙烯的自由基不对称氧化硼化反应

在过去的十年里，过渡金属催化剂、光催化剂以及电催化等手段的发展极大地推动了自由基参与的不对称转化领域的快速发展。其中，经历自由基-极性历程或极性-自由基历程的烯烃不对称双官能化反应作为这一领域最具吸引力的转化类型之一备受关注，尤其是以末端烯烃为起始原料的反应取得了重大进展。然而相应的非末端烯烃的发展严重滞后，归因于无法同时精确地控制两个新形成的相邻立体中心的绝对立体构型和相对立体构型。克服这一阻碍的主要方法是在非末端烯烃底物上预先引入“锚定基团”以共价或非共价相互作用与手性催化剂相互作用，预先形成一个受限的手性微环境，以确保新形成的两个相邻立体中心的立体化学构型得到高度控制，另外，反应还通过形成环状化合物进一步提高非对映选择性。迄今，对于没有配位点的非末端烯烃自由基双官能团化反应仍未实现。

近日，东北师范大学张前教授、熊涛教授发展了一种“后期立体转变”策略首次实现了β-取代苯乙烯的高对映及非对映选择性自由基氧化硼化反应。成功的关键在于该策略可使一对早期产生的非对映体中的对映体富集的顺式异构体转化为反式异构体，从而实现了高度的非对映控制；而对映体控制则是由C=C键的硼铜化过程决定。该反应为获得手性反式-1,2-二醇提供了一种有效的方法，其优势通过后续立体专一性转化和复杂分子的修饰中进一步展现。

该反应具有优良底物适用范围，系列具有合成价值取代基，例如：烷基、硅氧基、烷氧基、烯基、炔基、卤素、三氟甲基、酯和酮等均能有效兼容；各种芳基烯丙基醚、烯丙基硫醚、烯丙基硒醚以及β-烷基取代的非末端烯烃均能以较高的收率、良好的对映及非对映选择性获得目标产物。

图2：代表性的氧化硼化产物举例

在机理探究实验中，时间曲线实验、自由基clock实验、紫外可见吸收光谱测试、热力学研究以及非线性曲线研究等表明，在原位生成的LCu-Bpin I插入C=C双键可以形成烷基铜中间体II，随后单电子转移(SET)以及后续的中间体III中C-Cu(II)键均裂可生成苄基中间体IV，并形成TEMPO-Cu(I)。根据持久自由基效应(PRE)原理，瞬态自由基中间体II与持久自由基TEMPO的高选择性自由基交叉偶联产生了一对非对映体。最后，非对映体固有的热力学差异使不稳定的顺式异构体可以通过TEMPO-C键的可逆均裂裂解再生中间体IV，随后β-Bpin的消除可以再生烯烃1，随后在参与催化循环；从而实现手性顺式异构体到反式异构体的转变，形式上实现了顺式异构体中一个立体中心的改变，提高反应的非对映选择性。

该研究利用“后期立体转变”策略该工作开发了一种铜催化的β-取代苯乙烯与B₂pin₂和TEMPO的不对称自由基氧化硼化反应，这项研究不仅为获得重要的反式手性二醇提供了一种经济和可持续的方法，而且为具有挑战性的不对称自由基参与的非末端烯烃转化提供另一种新的策略。

论文信息

Asymmetric Radical Oxyboration of β-Substituted Styrenes via Late-Stage Stereomutation

Xiuping Yuan, Yiliang Zhang, Yanfei Li, Jianjun Yin, Simin Wang, Prof. Tao Xiong, Prof. Qian Zhang

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202313770