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远程自由基迁移反应是一类合成步骤经济性的转化形式,通过将官能团进行定向转移组装,从而实现分子骨架的多样化构建。该类反应一般通过环状过渡态的1,n-芳基自由基迁移(n=2-5)去形成各种C−C键及包含炔基和酯的多种自由基迁移模式,例如碳基基团和氧基基团(图1A)。但当涉及到杂原子的自由基迁移时,如硼、磷、卤素原子,相关报道就不如芳基类的广泛。尤其硼基自由基迁移的相关报道较少,其中1,2-硼基自由基迁移是基本的反应模式(图1B)。同时,基于四配位硼物种中间体,利用烯基模块类的试剂来实现分子内自由基迁移,尤其是涉及远程迁移的反应也没有报道(图1C)。伴随而来的挑战也显而易见:E/Z构型的选择性;如何在保证反应顺利进行下同时实现远程迁移等。

因此,相较于发展成熟的芳环自由基迁移模式,杂(硼)原子自由基迁移和烯基自由基迁移仍然具有挑战性。在此背景下,福州大学宋秋玲课题组开发了一种光诱导下,基于芳香骨架的四配位硼物种的远程自由基迁移反应。在这项工作中,市售的联硼试剂(B2pin2)或烯基硼(烯基Bpin)在锂试剂的介导下,与邻溴苯乙烯及其类似物反应,然后经过分子内环状过渡态,实现1,4-、1,5-或1,6-远程自由基迁移,得到了大量硼迁移或烯基迁移的化合物。尤其可以实现以前从来没有报道过1,6-自由基迁移的反应。

福州大学宋秋玲教授课题组一直致力于有机硼化学的研究,在有机硼化学领域取得了一系列研究进展(Acc. Chem. Res.,2021, 54, 2298–2312)。受前期课题组在有机硼化合物自由基迁移方面工作的启发(Nat. Commun.,2022, 13, 1748; Nat. Commun.,2023, 14, 5693.),近日宋秋玲教授课题组在CCS Chem.杂志上报道了光诱导硼自由基/烯基自由基远程迁移反应(DOI: 10.31635/ccschem.024.202404075)。该方法具有一定的官能团耐受性、一锅法合成同时含Csp2-B/Csp3-B骨架的化合物、显著的Z/E选择性等,还能方便制备利用常规方法不易合成的含硼骨架类化合物,具有很好的应用价值。

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图1、背景及本反应策略(来源:CCS Chem.)

作者通过一系列条件优化,确定最优条件后,对硼自由基迁移及烯基自由基迁移的底物的兼容性进行了考察(图2)。

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图2、底物拓展(节选部分例子)(来源:CCS Chem.)

接下来作者做了详细的控制实验,然后对反应提出了可能的机理(图3,4)。

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图3、控制实验(来源:CCS Chem.)

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图4、机理探究(来源:CCS Chem.)

该研究成果近期发表在CCS Chem.上,论文通讯作者为福州大学宋秋玲教授,第一作者为博士研究生李朝堃,硕士研究生陈楠姚唐峰赵琛琛等做了重要贡献。

论文信息:
“Remote Boryl and Alkenyl Radical Migration of Olefin-bearing Aryl Bromides”,Chaokun Li, Nan Chen, Tangfeng Yao, Chenchen Zhao, Shangteng Liao and Qiuling Song*, CCS Chem.2024, DOI: 10.31635/ccschem.024.202404075.

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