Angew. Chem. ：通过吡啶的去芳化/再芳化自由基传递的二硼（4）催化环丙烷的远程[3+2]环加成

环状结构如吡啶、环戊烷或者它们的组合在小分子药物和天然产物中是重要的结构单元。同时，双环[1,1,0]己烷化合物也作为邻位或间位取代苯的三维生物电子等排体而受到药物研发领域的重点关注。然而现有合成多取代环戊烷、双环[1,1,0]己烷的方法往往步骤较长、操作复杂，且取代类型较少。因此，发展快速、模块化构建带有吡啶取代五元碳环及双环[1,1,0]己烷类化合物的方法对拓展药物结构空间具有重要的价值。

西安交通大学李鹏飞教授课题组在多年来硼化学和新催化反应研究基础上，提出一种以硼中心自由基代替过渡金属催化剂的思路，实现了底物范围远超相关金属催化剂的环加成反应（JACS, 2022, 144, 8870）。接着，针对已知[3+2]环加成反应依赖于近程启动基团的局限性，提出自由基经杂芳环透射传递的概念，利用简单的联硼酸酯为催化剂前体，实现了远程启动的4-吡啶基环丙烷与烯烃和炔烃的 [3+2] 反应。该反应提供了一种模块化、原子经济、无金属参的高效一步合成吡啶取代环戊烷、环戊烯以及双环[2.1.1]己烷的新方法。

在最优条件下，作者对吡啶三元环底物及烯烃、炔烃的适用范围进行了充分考察。结果表明，反应对于多种多样取代的底物都能得到较好的收率，可以兼容一系列药物分子的后期官能团化。当使用吡啶基双环[1.1.0]丁烷为反应物与烯烃反应时，在大多数情况下能以高收率获得传统方法难以获得的吡啶取代双环[1,1,0]己烷。

最后，通过一系列机理实验和DFT计算研究，作者提出了反应的催化机理，包括硼中心自由基引发的单电子透射传递、吡啶去芳化、[3+2]自由基环加成、吡啶再芳香化和硼自由基转移的过程。这一远程自由基透射传递的概念有效利用了N与B之间的电性互补特征，不仅为合成相关复杂环状化合物提供了独特方法，还为芳环化合物远程触发反应提供了新策略，也为主族元素催化的发展提供了新思路。

论文信息

Diboron(4)-Catalyzed Remote [3+2] Cycloaddition of Cyclopropanes via Dearomative/Rearomative Radical Transmission through Pyridine

Ming Xu, Zhijun Wang, Zhaohui Sun, Yizhao Ouyang, Zhengwei Ding, Tao Yu, Liang Xu, Pengfei Li

文章的第一作者是西安交通大学的博士研究生徐鸣。

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202214507