黃明耀, 朱守非

(南開(kāi)大學(xué)化學(xué)學(xué)院, 元素有機(jī)化學(xué)研究所, 天津 300071)

Scheme 1 Applications of chiral organoboron compounds(A) Transformations of boryl groups; (B) chiral organoboron pharmaceuticals.

Scheme 2 Asymmetric catalytic constructions of C—B bond

有機(jī)硼化合物在有機(jī)合成[1,2]、生物醫(yī)藥[3,4]及材料科學(xué)[5,6]領(lǐng)域中均有重要應(yīng)用. 其中, 手性有機(jī)硼化合物不僅能在轉(zhuǎn)化為芳基、烯基、羥基、羧酸及氨基等官能團(tuán)時(shí)保持構(gòu)型[Scheme 1(A)], 而且自身也能作為藥物或生物活性分子用于多種疾病的診斷和治療[Scheme 1(B)], 使得手性有機(jī)硼化合物的高效精準(zhǔn)合成成為有機(jī)化學(xué)的重點(diǎn)研究方向. 本文從不對(duì)稱(chēng)催化的角度綜合評(píng)述了C—B鍵的構(gòu)筑方法, 即使用手性催化劑實(shí)現(xiàn)的對(duì)映選擇性碳硼成鍵反應(yīng), 不包括手性原料的衍生化、手性拆分及手性輔基參與的合成等使用化學(xué)計(jì)量手性試劑的碳硼成鍵反應(yīng).

按照反應(yīng)類(lèi)型, 催化條件下C—B鍵的不對(duì)稱(chēng)構(gòu)筑方法主要可分為硼試劑對(duì)不飽和鍵的不對(duì)稱(chēng)加成反應(yīng)、不對(duì)稱(chēng)C—B鍵偶聯(lián)反應(yīng)、金屬卡賓對(duì)B—H鍵的不對(duì)稱(chēng)插入反應(yīng)及其它不對(duì)稱(chēng)碳硼成鍵反應(yīng)等(Scheme 2).

1 硼試劑對(duì)雙鍵的不對(duì)稱(chēng)加成反應(yīng)

1.1 不對(duì)稱(chēng)硼氫化反應(yīng)

烯烴硼氫化反應(yīng)指B—H鍵對(duì)烯烴雙鍵的加成反應(yīng). 如果烯烴兩端的取代基不同, 則反應(yīng)存在區(qū)域選擇性和立體選擇性問(wèn)題, 使用催化劑可以實(shí)現(xiàn)選擇性調(diào)控. 自1988年Burgess等[7]報(bào)道了Rh(Ⅰ)搭配雙磷配體催化的烯烴不對(duì)稱(chēng)硼氫化反應(yīng)以來(lái), 各類(lèi)過(guò)渡金屬催化的烯烴不對(duì)稱(chēng)硼氫化反應(yīng)得到了廣泛研究. 目前, 已有較多文獻(xiàn)對(duì)這一方向的研究進(jìn)展做了比較系統(tǒng)的綜合評(píng)述[8～10].

1.2 不對(duì)稱(chēng)硼化質(zhì)子化反應(yīng)

2008年, Yun等[11]發(fā)現(xiàn)CuCl與二茂鐵骨架手性雙磷配體L1的絡(luò)合物作為催化劑, 對(duì)α,β-不飽和腈類(lèi)或酯類(lèi)化合物的硼化質(zhì)子化反應(yīng)有良好的不對(duì)稱(chēng)誘導(dǎo)效果, 可以得到單一的β-硼化產(chǎn)物[Scheme 3(A)]. Marder和Lin等[12]通過(guò)計(jì)算深入研究了該反應(yīng)的機(jī)理, 他們認(rèn)為Cu催化劑先與聯(lián)硼烷發(fā)生復(fù)分解生成活性的Cu-B物種, 由于該物種中硼更具負(fù)電性, 因而在后續(xù)烯烴遷移步驟中硼加成到β位形成α-Cu羰基中間體, 這也是該反應(yīng)的手性決定步驟. 該中間體可能通過(guò)2種途徑完成催化循環(huán): (1) 直接與體系中的質(zhì)子源反應(yīng)生成產(chǎn)物, 同時(shí)重生Cu前體; (2) Cu遷移到氧上, 然后與聯(lián)硼烷發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)重生Cu-B催化劑, 釋放出的烯醇硼酯經(jīng)后處理水解后得到硼氫化產(chǎn)物. 與傳統(tǒng)的硼氫化反應(yīng)反應(yīng)不同, 該反應(yīng)中的硼與氫分別來(lái)自于聯(lián)硼烷與外加質(zhì)子源, 因而可稱(chēng)為硼化質(zhì)子化反應(yīng)[Scheme 3(B)].

Scheme 3 Cu(Ⅰ)-catalyzed asymmetric protoboration of alkenes(A) and proposed mechanism(B)

雙磷配體[13～17][L1, Scheme 4(A); L2, Scheme 4(B)]、雙胺配體[18][L3, Scheme 4(C)]、氮雜環(huán)卡賓(NHC)配體[19,20][L4, Scheme 4(D)]及聯(lián)吡啶配體[21][L5, Scheme 4(E)]等多種手性配體相繼被用于Cu催化缺電子烯烴的不對(duì)稱(chēng)硼化質(zhì)子化反應(yīng). 除了α,β-不飽和脂或α,β-不飽和腈, 該反應(yīng)還適用于α,β-不飽和醛酮及α,β-不飽和酰胺. 當(dāng)使用β,β-二取代的缺電子烯烴時(shí), 可構(gòu)筑季碳手性中心.

Scheme 4 Cu-catalyzed asymmetric protoboration of alkeneswith different ligands (A) Bisphosphorous ligand L2; (B) bisphosphorous ligand L1; (C) diamine ligands; (D) NHC ligands; (E) bipyridine ligands.

當(dāng)缺電子烯烴β位連有烯基時(shí), 有可能發(fā)生1,6-加成生成δ-硼化的產(chǎn)物. 2013年, Kobayashi等[22]報(bào)道了Cu(Ⅱ)與聯(lián)吡啶類(lèi)配體L5絡(luò)合物催化的β-烯基取代環(huán)烯酮的不對(duì)稱(chēng)硼化質(zhì)子化反應(yīng), 該反應(yīng)在水相中進(jìn)行, 能生成單一的δ-硼化產(chǎn)物, 對(duì)映體過(guò)量值(e.e.)可達(dá)89%[Scheme 5(A)]. 值得注意的是, 這類(lèi)水相反應(yīng)體系與Cu(Ⅰ)催化的有機(jī)相反應(yīng)體系不同, Cu以水溶性更好的Cu(Ⅱ)離子形式參與催化循環(huán)而不是被還原為Cu(Ⅰ)[23]. 2014年, Lam等[24]采用Cu(Ⅰ)與雙磷配體L1絡(luò)合物作為催化劑實(shí)現(xiàn)了鏈狀共軛二烯1,6-硼化質(zhì)子化, 高對(duì)映選擇性合成了δ-硼化產(chǎn)物[Scheme 5(B)].

Scheme 5 Cu(Ⅱ)/L5-catalyzed asymmetric 1,6-protoboration of α,β,γ,δ-unsaturated compounds(A) and Cu(Ⅰ)/L1-catalyzed asymmetric 1,6-protoboration of α,β,γ,δ-unsaturated compounds(B)

上述體系都是通過(guò)手性配體修飾的金屬絡(luò)合物作為催化劑來(lái)調(diào)控反應(yīng)的對(duì)映選擇性, 當(dāng)?shù)孜镏杏谢钚暂^高的醛基時(shí), 可以通過(guò)手性胺催化劑活化缺電子烯烴, 進(jìn)而實(shí)現(xiàn)反應(yīng)的手性誘導(dǎo). 2011年, Ibrahem和Córdova等[25]通過(guò)天然脯氨酸衍生的手性胺C1對(duì)底物醛基的活化作用, 結(jié)合Cu(Ⅱ)/PPh3催化體系, 實(shí)現(xiàn)了對(duì)α,β-不飽和醛的高對(duì)映選擇性β-硼化反應(yīng). 該催化過(guò)程經(jīng)歷一個(gè)亞胺中間體, Cu—B對(duì)烯烴加成時(shí)的面選擇性由胺上的手性環(huán)境來(lái)調(diào)控. 他們還將所得硼化產(chǎn)物通過(guò)一步Wittig反應(yīng)轉(zhuǎn)化為手性δ-硼取代酯(Scheme 6).

Scheme 6 Cu/amine-cocatalyzed asymmetric protoboration of α,β-unsaturated aldehyde

除了缺電子烯烴, Cu-B物種還可用于催化其它類(lèi)型烯烴的硼化質(zhì)子化反應(yīng). 2009年, Hoveyda等[26]報(bào)道了NHC配體L6或L7與Cu(Ⅰ)絡(luò)合物催化的苯乙烯衍生物的不對(duì)稱(chēng)硼化質(zhì)子化反應(yīng), 得到了在芳基β-位硼化的產(chǎn)物[Scheme 7(A)]. 2010年, Ito等[27]報(bào)道了Cu/雙膦配體L8絡(luò)合物催化的1,3-二烯的不對(duì)稱(chēng)硼化質(zhì)子化反應(yīng). 上述反應(yīng)在不同溫度下給出不同的化學(xué)選擇性: 在溫度較低時(shí)反應(yīng)傾向于先發(fā)生1,2-加成生成烷基-Cu中間體, 而后與醇通過(guò)六元環(huán)協(xié)同過(guò)程質(zhì)子解得到形式上的1,4-加成產(chǎn)物, 表現(xiàn)出動(dòng)力學(xué)選擇性; 而溫度較高時(shí), 1,2-加成后的烷基-Cu中間體則易于發(fā)生1,3-Cu遷移而形成更穩(wěn)定的1,4-加成中間體, 隨后與質(zhì)子解生成形式上的1,2-加成產(chǎn)物, 表現(xiàn)出熱力學(xué)選擇性[Scheme 7(B)]. Tortosa等[28,29]報(bào)道了Cu-B催化的環(huán)丙烯與環(huán)丁烯的不對(duì)稱(chēng)硼化質(zhì)子化反應(yīng).

Scheme 7 Cu(Ⅰ)-catalyzed asymmetric protoboration of aryl ethylenes(A) and Cu(Ⅰ)-catalyzed asymmetric protoboration of conjugated dienes(B)

Cu-B催化體系還能用于一些不飽和氮雜環(huán)類(lèi)化合物的硼化質(zhì)子化反應(yīng). Ito等[30]報(bào)道了Cu(Ⅰ)/雙磷配體L9催化的缺電子吲哚類(lèi)化合物的不對(duì)稱(chēng)硼化質(zhì)子化反應(yīng), 得到吲哚3位順式硼化的產(chǎn)物,e.e. 值可達(dá)98%[Scheme 8(A)]. 2016年, 他們[31]通過(guò)兩步一鍋法實(shí)現(xiàn)了吡啶類(lèi)化合物的不對(duì)稱(chēng)還原/硼化反應(yīng): 第一步使用硼氫化鈉將吡啶去芳構(gòu)化, 部分還原至二氫吡啶; 第二步是反應(yīng)的關(guān)鍵步驟, 在Cu(Ⅰ)/雙膦配體L2的催化下, 能夠在二氫吡啶的3,4位發(fā)生反式硼化質(zhì)子化反應(yīng), 得到高e.e. 值的反式產(chǎn)物[Scheme 8(B)]. 類(lèi)似地, 他們也實(shí)現(xiàn)了喹啉類(lèi)化合物的還原/不對(duì)稱(chēng)硼化質(zhì)子化反應(yīng)[32].

Scheme 8 Cu(Ⅰ)-catalyzed asymmetric protoboration of indoles(A) and Cu(Ⅰ)-catalyzed asymmetric protoboration of pyridines(B)

不僅是烯烴, Cu-B催化的硼化質(zhì)子化過(guò)程同樣適用于碳-雜原子雙鍵. 由于Cu-B物種中硼基團(tuán)具有一定親核性, 因而它更易于進(jìn)攻碳雜原子雙鍵中相對(duì)缺電子的碳而形成碳端硼化的產(chǎn)物, 從而實(shí)現(xiàn)C—B鍵的構(gòu)筑. 2013年, Tian和Lin等[33]報(bào)道了Cu/手性NHC配體L10催化的亞胺硼化質(zhì)子化反應(yīng), 該反應(yīng)對(duì)芳香醛和脂肪醛衍生的亞胺都表現(xiàn)出中等或較好的對(duì)映選擇性[Scheme 9(A)]; 該反應(yīng)的機(jī)理與烯烴硼化質(zhì)子化過(guò)程類(lèi)似, 決定化學(xué)選擇性與對(duì)映選擇性的步驟是碳氧雙鍵對(duì)Cu—B鍵的遷移插入. 2015年, Liao等[34]引入了雙齒的磷-亞砜類(lèi)配體, 其對(duì)芳基亞胺的硼化質(zhì)子化反應(yīng)具有良好的不對(duì)稱(chēng)誘導(dǎo)效果; 在其它條件相同的情況下, 使用不同的Cu(Ⅰ)前體能夠得到絕對(duì)構(gòu)型相反的產(chǎn)物, 他們認(rèn)為這是由于共價(jià)型與離子型Cu催化劑生成的Cu-B物種構(gòu)型上存在差異引起的[Scheme 9(B)]. 2015年, Ito等[35]報(bào)道了一例醛羰基的硼化質(zhì)子化反應(yīng): 使用手性雙膦配體L12, 能夠高對(duì)映選擇性合成α-羥基硼, 該產(chǎn)物與氯硅烷反應(yīng)可轉(zhuǎn)化為更穩(wěn)定的α-硼基硅醚[Scheme 9(C)].

Scheme 9 Cu(Ⅰ)/L10-catalyzed asymmetric protoboration of imines(A), Cu(Ⅰ)/L11-catalyzed asymmetric protoboration of imines(B) and Cu/L12-catalyzed asymmetric protoboration of aldehydes(C)

一些強(qiáng)Lewis堿, 如NHC等, 能與聯(lián)硼酸酯上的一個(gè)硼絡(luò)合從而使另外一個(gè)硼基團(tuán)表現(xiàn)出一定的親核性, 進(jìn)而以硼負(fù)離子的形式加成到缺電子的烯烴的β位, 形成的中間體被質(zhì)子化得到產(chǎn)物. 當(dāng)使用手性的NHC催化劑時(shí), 則能夠在硼轉(zhuǎn)移步驟控制其面選擇性, 進(jìn)而取得高對(duì)映選擇性.

2012年, Hoveyda等[36]實(shí)現(xiàn)了手性NHC(C2)催化的缺電子烯烴的不對(duì)稱(chēng)硼化質(zhì)子化, 該反應(yīng)對(duì)α,β-不飽和酯、酰胺乃至環(huán)酮類(lèi)底物都能夠取得良好的收率及對(duì)映選擇性[Scheme 10(A)]. 他們認(rèn)為反應(yīng)經(jīng)歷了如下歷程: 首先Lewis堿NHC與聯(lián)硼烷形成加合物, 活化了B—B鍵, 而后該加合物對(duì)缺電子烯烴進(jìn)行1,4-加成, 親核硼基團(tuán)加到β位, 帶NHC的親電硼基團(tuán)加到了氧端, 再經(jīng)醇解得到產(chǎn)物, 同時(shí)再生NHC催化劑[Scheme 10(C)]. 2014年, Hoveyda等[37]將底物進(jìn)一步拓展到位阻更大的β-取代的環(huán)酮類(lèi)化合物, 得到手性的三級(jí)硼酸酯[Scheme 10(B)].

Scheme 10 C2-catalyzed asymmetric protoboration of alkenes(A), C3-catalyzed asymmetric protoboration of alkenes(B) and proposed mechanism(C)

1.3 不對(duì)稱(chēng)硼官能團(tuán)化反應(yīng)

與硼氫化的定義類(lèi)似, 不飽和鍵的硼官能團(tuán)化反應(yīng)是指在雙鍵兩端分別加上硼基團(tuán)與一個(gè)其它的官能團(tuán). 按照官能團(tuán)的不同, 可以分為不對(duì)稱(chēng)雙硼化反應(yīng)、硼胺化反應(yīng)及硼碳化反應(yīng).

1.3.1 不對(duì)稱(chēng)雙硼化反應(yīng) 由于雙硼化合物中的2個(gè)硼都能夠發(fā)生豐富的官能團(tuán)轉(zhuǎn)化, 而且有可能利用2個(gè)硼基團(tuán)的性質(zhì)差異(如電性、位阻等)實(shí)現(xiàn)選擇性的轉(zhuǎn)化過(guò)程, 因而其在有機(jī)合成中有著特殊的應(yīng)用價(jià)值. 不飽和鍵的雙硼化反應(yīng)是合成雙硼化合物的重要方法之一.

早期研究中, 烯烴的雙硼化反應(yīng)主要通過(guò)Pt, Pd及Rh等貴金屬催化來(lái)實(shí)現(xiàn), 一般認(rèn)為其機(jī)理與硼氫化類(lèi)似, 經(jīng)過(guò)金屬的氧化還原過(guò)程: 首先發(fā)生聯(lián)硼試劑對(duì)金屬中心的氧化加成形成金屬雙硼物種, 然后烯烴遷移插入到金屬-硼鍵中, 最后經(jīng)還原消除得到雙硼化產(chǎn)物(Scheme 11), 反應(yīng)的對(duì)映選擇性取決于遷移插入步驟的面選擇性控制. 反應(yīng)中通常能夠觀(guān)察到部分反式加成產(chǎn)物, 其生成機(jī)理可能是金屬碳中間體的β-氫消除后, 烯烴構(gòu)型翻轉(zhuǎn)后重新插入到金屬-氫鍵中.

2003年, Morken等[38]報(bào)道了一例Rh(Ⅰ)催化烯烴的不對(duì)稱(chēng)雙硼化反應(yīng). 采用P, N配體QUINAP(L13)/Rh(Ⅰ)催化體系, 1,2-二烷基取代烯烴能夠與聯(lián)兒茶酚硼烷發(fā)生順式雙硼化反應(yīng), 并能給出幾乎光學(xué)純的產(chǎn)物[Scheme 12(A)]. 反應(yīng)同樣適用于反式1,2-芳基烷基乙烯, 但是相對(duì)于順式烯烴的反應(yīng)效果差. Morken等[39]在后續(xù)的工作中對(duì)該反應(yīng)進(jìn)行了系統(tǒng)研究.

Scheme 12 Rh(Ⅰ)-catalyzed asymmetric diboration of 1,2-disubstituted alkenes(A), Pd(0)-catalyzed asymmetric diboration of allenes(B), Pt(0)-catalyzed 1,4-diboration of conjugated dienes(C) and Pt(0)-catalyzed 1,2-diboration of conjugated dienes(D)

2004年, Morken等[40]報(bào)道了Pd催化的聯(lián)烯的不對(duì)稱(chēng)雙硼化反應(yīng). 使用由Taddol衍生的手性亞磷酰胺配體L14與Pd的絡(luò)合物作為催化劑, 單取代聯(lián)烯的1,2-位能夠發(fā)生不對(duì)稱(chēng)雙硼化反應(yīng), 生成了同時(shí)具有烷基硼與烯基硼結(jié)構(gòu)的手性雙硼化合物[Scheme 12(B)]. 在后續(xù)研究中, Morken等[41]認(rèn)為反應(yīng)中Pd—B鍵更傾向于加成到聯(lián)烯的2, 3位, Pd加到位阻較小的端位, 而后形成烯丙基Pd物種, 最后還原消除發(fā)生在1位形成1,2-加成產(chǎn)物.

2009年, Morken等[42]報(bào)道了一例Pt催化的烯烴不對(duì)稱(chēng)雙硼化反應(yīng). 使用Taddol衍生的手性次磷酸脂配體L15與Pt的絡(luò)合物作為催化劑, 共軛二烯能夠與聯(lián)頻哪醇硼烷發(fā)生1,4-雙硼化反應(yīng)[Scheme 12(C)]. 反應(yīng)經(jīng)歷一個(gè)烯丙基Pt中間體, 其還原消除時(shí)的區(qū)域選擇性與烯丙基兩端位阻有關(guān), 當(dāng)4-位位阻較大時(shí)硼化發(fā)生在2-位形成1,2-加成產(chǎn)物.

隨后Morken等[43]通過(guò)底物的設(shè)計(jì), 采用相似的催化體系實(shí)現(xiàn)了共軛二烯的不對(duì)稱(chēng)1,2-雙硼化反應(yīng), 合成了一系列手性烯丙基硼化合物[Scheme 12(D)]. 除了共軛二烯, Morken等[44,45]也報(bào)道了對(duì)多種端烯和烯基硼的不對(duì)稱(chēng)雙硼化反應(yīng), 取得了很好的手性控制效果. 此外, 他們[46]還實(shí)現(xiàn)了亞胺的不對(duì)稱(chēng)雙硼化反應(yīng), 能夠高效合成手性的α-氨基硼化合物.

除了經(jīng)典的氧化還原機(jī)制, 一些研究者認(rèn)為貴金屬在催化烯烴的雙硼化反應(yīng)過(guò)程中可能不發(fā)生價(jià)態(tài)改變. 2013年, Nishiyama等[47]報(bào)道了Rh(Ⅲ)/手性雙噁唑啉配體L17催化的烯烴的不對(duì)稱(chēng)雙硼化反應(yīng), 對(duì)一系列端烯, 包括烷基端烯展現(xiàn)出良好的手性控制效果[Scheme 13(A)]. 他們認(rèn)為, 在堿的作用下Rh(Ⅲ)與聯(lián)硼酸酯反應(yīng)生成單硼Rh(Ⅲ)催化劑, 之后烯烴遷移插入得到烷基Rh中間體, 該中間體可能直接與聯(lián)硼酸酯發(fā)生轉(zhuǎn)金屬化完成催化循環(huán), 也可能與體系中的單硼酸酯反應(yīng)生成產(chǎn)物與叔丁氧基Rh(Ⅲ), 然后叔丁氧基Rh(Ⅲ)與聯(lián)硼酸酯作用重生單硼Rh(Ⅲ)催化劑[Scheme 13(B)].

Scheme 13 Rh(Ⅲ)-catalyzed asymmetric diboration of alkenes(A) and proposed mechanism(B)

Scheme 14 Alcohol-catalyzed asymmetric diboration of alkenes (A) C4-catalyzed diboration; (B) C5-catalyzed diboration; (C) proposed mechanismof C4-catalyzed diboration; (D) proposed mechanismof C5-catalyzed diboration.

手性L(fǎng)ewis堿除了用于缺電子烯烴的硼化質(zhì)子化反應(yīng)之外, 還能夠催化烯烴的不對(duì)稱(chēng)雙硼化反應(yīng). 2012年, Gulyás和Fernández等[48]使用2倍摩爾量的手性芐醇C4作促進(jìn)劑, 實(shí)現(xiàn)了端烯的不對(duì)稱(chēng)雙硼化反應(yīng), 取得了最高42%(e.e.)的對(duì)映選擇性[Scheme 14(A)]. 他們認(rèn)為該反應(yīng)經(jīng)過(guò)協(xié)同過(guò)程: 手性芐醇作為L(zhǎng)ewis堿活化了聯(lián)硼烷, 然后通過(guò)四元環(huán)的過(guò)渡態(tài)一步形成了雙硼化的產(chǎn)物[Scheme 14(C)]. 2016年, Morken等[49]通過(guò)使用手性二醇TBS-DHG(C5)與聯(lián)硼烷B2(neo)2將該類(lèi)反應(yīng)的對(duì)映選擇性進(jìn)一步提高到了90%(e.e.)以上[Scheme 14(B)]. 但他們認(rèn)為反應(yīng)機(jī)理首先是手性二醇與聯(lián)硼烷進(jìn)行酯交換生成活性更高的B2(TBS-DHG)2(由于B—O鍵的動(dòng)態(tài)平衡所致), 其在體系中游離烷氧基的活化下與端烯發(fā)生雙硼化反應(yīng), 最后再次發(fā)生酯交換生成產(chǎn)物[Scheme 14(D)].

1.3.2 烯烴的不對(duì)稱(chēng)硼碳化反應(yīng) 當(dāng)烯烴遷移插入到金屬硼物種中形成金屬烷基中間體后, 可用各類(lèi)碳基親電試劑對(duì)其進(jìn)行捕獲, 從而生成烯烴的硼碳化產(chǎn)物. 與烯烴的硼氫化類(lèi)似, 此類(lèi)反應(yīng)大多經(jīng)歷Cu-B中間體, 烯烴遷移插入過(guò)程是其區(qū)域選擇性與對(duì)映選擇性的決定步驟.

2008年, Ito和Sawamura等[50]報(bào)道了Cu(Ⅰ)/L2催化的不對(duì)稱(chēng)γ-硅基烯丙醇酯類(lèi)化合物分子內(nèi)硼碳化反應(yīng), 得到了手性的反式硅基-環(huán)丙基-硼類(lèi)化合物(Scheme 15). 他們認(rèn)為該反應(yīng)首先經(jīng)歷烯烴對(duì)Cu-B物種遷移插入過(guò)程, 由于Si基團(tuán)上的Si—Me鍵對(duì)鄰位Cu—C鍵的超共軛穩(wěn)定作用(α-硅效應(yīng)), Cu物種被導(dǎo)向地加在氧的γ位, 再通過(guò)構(gòu)象調(diào)整發(fā)生分子內(nèi)親核取代反應(yīng)環(huán)化形成產(chǎn)物[Scheme 15(B)]. 他們進(jìn)一步將定位基團(tuán)從硅基換為苯基[51], 也能夠經(jīng)過(guò)類(lèi)似的環(huán)化過(guò)程, 高對(duì)映選擇性地得到反式產(chǎn)物.

Scheme 15 Cu(Ⅰ)-catalyzed asymmetric intramolecular carboration of alkenes(A) and proposed mechanism(B)

Scheme 16 Cu(Ⅰ)-catalyzed asymmetric allylic boration of alkenes

除了分子內(nèi)反應(yīng), Cu-B體系還可用于催化分子間的烯烴不對(duì)稱(chēng)硼碳化反應(yīng). 2014年, Hoveyda等[52]報(bào)道了Cu/L18催化的聯(lián)烯不對(duì)稱(chēng)硼烯丙基化反應(yīng)(Scheme 16). 通過(guò)手性Cu-B物種對(duì)聯(lián)烯的選擇性加成, Cu加在端位形成烷基-Cu中間體, 該中間體對(duì)高活性的烯丙醇磷酸酯經(jīng)由八元環(huán)過(guò)渡態(tài)發(fā)生γ-取代反應(yīng), 生成相應(yīng)的γ-手性烯基硼化合物. 該反應(yīng)被成功用于天然產(chǎn)物Rottnestol和Herboxidiene的克級(jí)規(guī)模不對(duì)稱(chēng)全合成中.

2015年, Liao等[53]利用Cu/Pd雙金屬催化體系, 實(shí)現(xiàn)了苯乙烯類(lèi)化合物的不對(duì)稱(chēng)硼烯丙基化反應(yīng)[Scheme 17(A)]. 該反應(yīng)以接力的形式進(jìn)行: 手性亞砜與Cu(Ⅰ)催化體系可高效控制苯乙烯類(lèi)底物的遷移插入過(guò)程, 進(jìn)而高對(duì)映選擇性地形成Cu-烷基中間體, 該中間體以保持構(gòu)型的形式對(duì)烯丙基Pd物種轉(zhuǎn)金屬化, 再經(jīng)還原消除即可得到β-手性有機(jī)硼化合物[Scheme 17(B)]. 利用類(lèi)似的雙金屬催化體系, Brown等[54]實(shí)現(xiàn)了芳基取代內(nèi)烯的不對(duì)稱(chēng)硼芳基化反應(yīng). 2018年, Liao等[55]采用Cu/亞砜和Cu/雙膦配體催化體系, 實(shí)現(xiàn)了甲基碘作親電試劑的烯烴不對(duì)稱(chēng)硼甲基化反應(yīng).

Scheme 17 Cu/Pd co-catalyzed asymmetric allylic borylation of alkenes(A) and proposed mechanism(B)

Scheme 18 Cu-catalyzed asymmetric carboration of allenes with aldehydes and ketones(A) and Cu-catalyzed asymmetric carboration of allenes with imines(B)

對(duì)于一些極性的不飽和鍵, 如醛、酮、亞胺或Michael受體等, 同樣可以作為親電試劑來(lái)高效地捕獲烷基-Cu物種. 2013年, Hoveyda等[56]報(bào)道了Cu/雙磷配體L20或L21催化的聯(lián)烯的不對(duì)稱(chēng)硼-羥烷基化反應(yīng)[Scheme 18(A)]. 該反應(yīng)同樣是由聯(lián)烯對(duì)Cu-B物種的遷移插入啟動(dòng)的, 形成的手性烷基-Cu物種可對(duì)醛或酮發(fā)生親核加成過(guò)程, 再經(jīng)過(guò)硼解及氧化過(guò)程即能以高syn-選擇性得到手性α-烷基-β-羥基醛或酮. 2016年, 采用類(lèi)似的策略, Procter等[57]將親電試劑拓展到亞胺, 在Cu/NHC催化下實(shí)現(xiàn)了聯(lián)烯的不對(duì)稱(chēng)硼-胺烷基化反應(yīng)[Scheme 18(B)]. Cao和Liao等[58]也報(bào)道了共軛二烯的不對(duì)稱(chēng)1,2-硼-胺烷基化反應(yīng). 另外, Hoveyda等[59]也實(shí)現(xiàn)了Cu(Ⅰ)/雙磷配體絡(luò)合物催化下丙二酸酯類(lèi)缺電子烯烴作為親電試劑和共軛二烯的不對(duì)稱(chēng)硼烷基化反應(yīng).

除了Cu-B催化體系, Pd催化的烯烴不對(duì)稱(chēng)硼碳化反應(yīng)也有報(bào)道. 2019年, Engle等[60]與He等[61]分別報(bào)道了8-氨基喹啉(AQ)導(dǎo)向Pd催化的不對(duì)稱(chēng)芳基硼化反應(yīng)[Scheme 19(A)和(B)]. 與Cu-B催化體系不同, 該反應(yīng)經(jīng)過(guò)一個(gè)類(lèi)Wacker過(guò)程: 芳基親核試劑進(jìn)攻被Pd(Ⅱ)活化的烯烴, 生成Pd雜五元環(huán)中間體, 該中間體再與聯(lián)硼酸酯發(fā)生轉(zhuǎn)金屬化, 最后經(jīng)還原消除生成反式硼化產(chǎn)物. 由于Pd(Ⅱ)傾向于采取四配位的平面四邊形結(jié)構(gòu), 而底物中烯烴與導(dǎo)向基AQ已經(jīng)占據(jù)3個(gè)配位位點(diǎn), 因而只能有1個(gè)空余位點(diǎn)用于手性配體配位, 使得反應(yīng)對(duì)映選擇性的控制相對(duì)困難. 他們最終通過(guò)使用單齒手性噁唑啉(MOX)配體實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo), 獲得最高可達(dá)97%(e.e.)的對(duì)映選擇性[Scheme 19(C)].

Scheme 19 Pd(Ⅱ)/L23-catalyzed asymmetric arylboration of alkenes(A), Pd(Ⅱ)/L24-catalyzed asymmetric arylboration of alkenes(B) and proposed mechanism(C)

1.3.3 烯烴的不對(duì)稱(chēng)硼胺化反應(yīng) 基于Cu-B催化體系, 當(dāng)Cu-B物種與烯烴加成后的Cu-烷基中間體被胺類(lèi)親電試劑捕獲時(shí), 則能發(fā)生硼胺化反應(yīng)生成手性β-氨基硼化合物. 2013年, Hirano和Miura等[62]報(bào)道了Cu(Ⅰ)/雙膦配體L8催化的苯乙烯類(lèi)化合物的不對(duì)稱(chēng)硼胺化反應(yīng)[Scheme 20(A)和(B)]. 該反應(yīng)采用氧上芐基保護(hù)的羥胺衍生物作胺源, 能夠以很高的syn-選擇性得到芐位胺化手性硼化合物. 之后, 他們[63,64]又將烯烴進(jìn)一步拓展到環(huán)內(nèi)烯及硅基烯類(lèi)化合物.

Scheme 20 Cu(Ⅰ) catalyzed asymmetric aminoboration of alkenes(A) and proposed mechanism(B)

2 不對(duì)稱(chēng)碳硼偶聯(lián)反應(yīng)

2.1 不對(duì)稱(chēng)C—H鍵硼化反應(yīng)

雖然C—H鍵, 包括C(sp2)—H及C(sp3)—H鍵的硼化反應(yīng)已經(jīng)多有報(bào)道[65], 但該過(guò)程的不對(duì)稱(chēng)控制仍然是一個(gè)巨大挑戰(zhàn), 目前關(guān)于C—H鍵的不對(duì)稱(chēng)硼化反應(yīng)報(bào)道較少, 且大都是基于去對(duì)稱(chēng)化的策略.

Scheme 21 Pd(Ⅱ)-catalyzed asymmetric C(sp3)—H borylation of cycloalkanes(A) and Ir(Ⅲ)-catalyzed asymmetric C(sp3)—H borylation of cyclopropanes(B)

2017年, Yu等[66]報(bào)道了在Pd(Ⅱ)/手性乙酰氨基噁唑啉配體L25催化下, 酰胺環(huán)烷烴的2-位C—H鍵能夠發(fā)生去對(duì)稱(chēng)化硼化反應(yīng)[Scheme 21(A)]. 底物中的酰胺結(jié)構(gòu)具有導(dǎo)向作用, 可誘導(dǎo)Pd(Ⅱ)鄰位順式的C—H鍵活化過(guò)程, 生成單一的硼與酰胺處于順式的產(chǎn)物. 另外, 該反應(yīng)對(duì)于多種環(huán)系, 包括環(huán)丁烷、環(huán)丙烷甚至環(huán)己烷都具有良好的適用性, 能夠高對(duì)映選擇性地得到順式β-硼基酰胺. 2019年, Xu等[67]使用硼基手性配體L26, 以酰胺為導(dǎo)向基團(tuán), 實(shí)現(xiàn)了Ir催化環(huán)丙烷的去對(duì)稱(chēng)化硼化反應(yīng), 可合成多種手性的環(huán)丙酯類(lèi)化合物[Scheme 21(B)].

2017年, Shi和Hartwig等[68]報(bào)道了硅基導(dǎo)向的不對(duì)稱(chēng)C(sp3)—H硼化反應(yīng), 能夠?qū)崿F(xiàn)手性的雙芳基硅基甲烷的合成[Scheme 22(A)]. 他們認(rèn)為反應(yīng)經(jīng)歷Ir(Ⅲ)-B3物種, 首先Ir(Ⅲ)-B與Si—H鍵復(fù)分解形成Ir—Si鍵, 在手性喹啉-噁唑啉配體L27的誘導(dǎo)下, Ir催化劑選擇性地對(duì)其中一個(gè)芳環(huán)的鄰位C—H鍵發(fā)生硼化反應(yīng), 最后再與聯(lián)硼烷復(fù)分解釋放出硼化產(chǎn)物[Scheme 22(B)].

Scheme 22 Ir(Ⅲ)-catalyzed asymmetric C(sp2)—H borylation of diarylmethylsilanes(A) and proposed mechanism(B)

Scheme 23 Ir(Ⅲ)-catalyzed asymmetric C(sp2)—H borylation of diarylmethylamines(A) and Ir(Ⅲ)-catalyzed kinetic resolution through C(sp2)—H borylation of diarylmethylamines(B)

2019年, Xu和Ke等[69]實(shí)現(xiàn)了Ir/手性B-N配體絡(luò)合物催化的二芳基甲胺類(lèi)化合物去對(duì)稱(chēng)化硼化反應(yīng)[Scheme 23(A)], 當(dāng)2個(gè)芳基不同時(shí), 則發(fā)生動(dòng)力學(xué)拆分過(guò)程, 其拆分系數(shù)(s)最高可達(dá)68[Scheme 23(B)].

2.2 不對(duì)稱(chēng)烯丙位硼化反應(yīng)

2007年, Ito和Sawamura等[70]報(bào)道了Cu(Ⅰ)/L2催化的烯丙醇酯類(lèi)化合物的γ-硼化反應(yīng)[Scheme 24(A)]. 之后, Ito等[71]利用類(lèi)似的催化體系實(shí)現(xiàn)了烯丙基縮酮的不對(duì)稱(chēng)γ-硼化反應(yīng)[Scheme 24(B)]. 該類(lèi)反應(yīng)可能經(jīng)歷了加成-消除機(jī)理: 首先, 在酯基的導(dǎo)向作用下, 烯烴對(duì)Cu(Ⅰ)-B物種遷移插入生成手性烷基-Cu中間體, 接著再發(fā)生β-氧消除反應(yīng)生成反式產(chǎn)物[Scheme 24(C)].

Scheme 24 Cu(Ⅰ)-catalyzed asymmetric borylation of allylic carbonates(A), Cu(Ⅰ)-catalyzed asymmetric borylation of (γ-alkoxyallyl)boronates(B) and proposed mechanism(C)

Scheme 25 Cu(Ⅰ)-catalyzed enantioselective borylation of allylic carbonates(A) and Cu(Ⅰ)-catalyzed asymmetric stereo-convergent borylation of allylic carbonates(B)

2010年, Hoveyda等[72]采用手性NHC配體L31, 結(jié)合Cu(Ⅰ)-B體系實(shí)現(xiàn)了烯丙醇酯類(lèi)化合物的不對(duì)稱(chēng)γ-硼化反應(yīng). 該反應(yīng)對(duì)E式或Z式及γ,γ-二取代的底物均有很好的不對(duì)稱(chēng)誘導(dǎo)效果, 且不同構(gòu)型底物所得到產(chǎn)物的絕對(duì)構(gòu)型是相反的[Scheme 25(A)]. 2011年, MacQuade等[73]使用類(lèi)似的催化體系, 實(shí)現(xiàn)了Cu/L32催化的烯丙醇酯的所謂立體匯聚式γ-硼化反應(yīng), 即從不同Z/E構(gòu)型的底物出發(fā)能

夠得到相同絕對(duì)構(gòu)型的產(chǎn)物[Scheme 25(B)]. 他們認(rèn)為, 由于催化劑的特殊結(jié)構(gòu), 使其在促進(jìn)烯烴對(duì)Cu-B鍵的遷移插入時(shí), 對(duì)Z/E2種構(gòu)型的烯烴表現(xiàn)出相同的面選擇性, 最終給出相同絕對(duì)構(gòu)型的產(chǎn)物.

2010年, Ito等[74]還報(bào)道了Cu/L2催化的消旋環(huán)烯丙醇類(lèi)化合物的不對(duì)稱(chēng)γ-硼化反應(yīng), 獲得了優(yōu)異的收率和對(duì)映選擇性(Scheme 26). 與以往的動(dòng)態(tài)動(dòng)力學(xué)拆分過(guò)程不同, 反應(yīng)中環(huán)烯丙醇并不存在消旋化的過(guò)程, 其高收率、高選擇性的實(shí)現(xiàn)是由于催化劑Cu-B物種對(duì)S構(gòu)型與R構(gòu)型的底物有著相反的面選擇性識(shí)別, 從而使2種異構(gòu)體最終能夠轉(zhuǎn)化為相同絕對(duì)構(gòu)型的產(chǎn)物.

Scheme 26 Cu(Ⅰ)-catalyzed enantioselective borylation of racemic allylic alcohol derivatives

Scheme 27 Ni-catalyzed asymmetric C—Cl borylation(A) and proposed mechanism(B)

2.3 C—X鍵不對(duì)稱(chēng)硼化反應(yīng)

除了高活性的烯丙醇類(lèi)化合物, 芐基鹵代物也能發(fā)生不對(duì)稱(chēng)的碳硼偶聯(lián)反應(yīng). 2018年, Fu等[75]采用吡啶雙噁唑啉配體L33與Ni(Ⅱ)的絡(luò)合物作為催化劑, 實(shí)現(xiàn)了芐基氯代物與連頻哪醇硼烷的不對(duì)稱(chēng)偶聯(lián)反應(yīng)[Scheme 27(A)]. 通常認(rèn)為這類(lèi)反應(yīng)經(jīng)歷了自由基過(guò)程, 因此消旋的底物也能夠完全轉(zhuǎn)化得到手性的芐基硼化合物[Scheme 27(B)].

催化C—B偶聯(lián)反應(yīng)中還有一些比較特殊的底物類(lèi)型, 2018年, Qiu和Xie等[76]報(bào)道了Pd催化的碳硼烷分子內(nèi)不對(duì)稱(chēng)C—Br鍵硼化反應(yīng)(Scheme 28). 該反應(yīng)首先經(jīng)歷Pd(0)對(duì)C—Br鍵的氧化加成, 然后在手性單磷配體L34的誘導(dǎo)下, 使Pd(Ⅱ)的硼化只能發(fā)生在特定的一側(cè), 經(jīng)還原消除即可以高對(duì)映選擇性得到目標(biāo)產(chǎn)物.

Scheme 28 Pd-catalyzed asymmetric intramolecular C—B formation of o-Carboranes

3 金屬卡賓對(duì)B—H鍵的不對(duì)稱(chēng)插入反應(yīng)

由于硼中心的缺電子性, 硼烷通常無(wú)法與缺電子的Fisher卡賓發(fā)生B—H鍵的插入反應(yīng). 但當(dāng)帶有孤對(duì)電子的Lewis堿配位到硼烷的空軌道之后, 可使硼中心的電子性質(zhì)翻轉(zhuǎn), B—H鍵更具負(fù)電性, 從而使金屬卡賓對(duì)硼氫的插入成為可能.

2013年, Zhu與Zhou等[77]與Curran等[78]幾乎同時(shí)報(bào)道了Cu或Rh催化下的重氮酯和重氮酮衍生的卡賓對(duì)硼烷加合物的插入反應(yīng)[Scheme 29(A)]. Zhu和Zhou等[79]使用手性螺環(huán)雙噁唑啉配體L35, 成功實(shí)現(xiàn)了α-芳基重氮酯衍生的卡賓對(duì)B—H鍵的插入反應(yīng)的不對(duì)稱(chēng)控制. 他們認(rèn)為反應(yīng)經(jīng)歷了如下過(guò)程: 首先銅分解重氮生成金屬卡賓, 然后經(jīng)過(guò)三元環(huán)過(guò)渡態(tài)的協(xié)同過(guò)程發(fā)生B—H鍵的插入生成有機(jī)硼化合物[Scheme 29(B)]. 該反應(yīng)在B—H鍵插入過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)的手性控制. Zhu等[79]還將手性螺環(huán)配體與銅的絡(luò)合物作為催化劑用于重氮酮衍生卡賓的不對(duì)稱(chēng)B—H鍵插入反應(yīng), 獲得了中等或較高的對(duì)映選擇性.

2015年, Xu等[80]報(bào)道了Rh(Ⅲ)/手性雙烯配體L36催化的穩(wěn)定重氮化合物衍生的卡賓對(duì)B—H鍵的不對(duì)稱(chēng)插入反應(yīng). 除了α-芳基重氮酯, 該催化體系對(duì)α-芳基重氮酮類(lèi)化合物也表現(xiàn)出優(yōu)異的反應(yīng)活性與不對(duì)稱(chēng)誘導(dǎo)效果[Scheme 30(A)]. Gouverneur等[81]系統(tǒng)研究了三氟甲基重氮化合物衍生的卡賓對(duì)各類(lèi)雜原子-氫鍵的插入反應(yīng), 發(fā)現(xiàn)在Cu(Ⅰ)/手性雙噁唑啉L37催化下, 使用三苯基膦硼烷加合物能夠捕獲α-三氟甲基卡賓中間體, 發(fā)生不對(duì)稱(chēng)B—H鍵插入反應(yīng), 生成相應(yīng)的手性有機(jī)硼化合物[Scheme 30(B)]. 2017年, Arnold等[82]通過(guò)酶的定向進(jìn)化, 實(shí)現(xiàn)了α-甲基重氮酯及α-芳基三氟甲基重氮化合物的不對(duì)稱(chēng)B—H鍵插入反應(yīng), 成功地用人工酶完成了生物界所不存在的C—B鍵形成反應(yīng)[Scheme 30(C)].

Scheme 30 Rh(Ⅲ)-catalyzed asymmetric B—H bond insertion reaction of diazoketones and diazoesters(A), Cu(Ⅰ)-catalyzed asymmetric B—H bond insertion reaction of α-trifluo methyl diazocompounds(B) and genetically programmed synthesis of chiral organoboranes(C)

除了酯或酮穩(wěn)定的重氮化合物, 非穩(wěn)定的芳基烷基重氮化合物對(duì)B—H鍵的不對(duì)稱(chēng)插入反應(yīng)也有報(bào)道. 2018年, Zhu等[83]通過(guò)磺酰腙在強(qiáng)堿性及加熱條件下現(xiàn)場(chǎng)生成重氮化合物的方式, 實(shí)現(xiàn)了手性雙銠化合物C6或C7催化下的芳基烷基重氮化物對(duì)B—H鍵的不對(duì)稱(chēng)反應(yīng)(Scheme 31), 并且通過(guò)兩步一鍋法實(shí)現(xiàn)了由酮到手性二級(jí)有機(jī)硼化合物的轉(zhuǎn)化. 該反應(yīng)將羰基官能團(tuán)和硼官能團(tuán)直接關(guān)聯(lián)起來(lái), 并實(shí)現(xiàn)了其高對(duì)映選擇性轉(zhuǎn)化, 具有很好的應(yīng)用潛力.

Scheme 31 Rh(Ⅱ)-catalyzed asymmetric B—H bond insertion reaction of non-stabilized diazocompounds

Scheme 32 Rh(Ⅱ)-catalyzed asymmetric B—H bond insertion reaction using carbonyl-ene-eyns as carbene precursors

除了重氮化合物, 更加穩(wěn)定易得的炔烴也能在金屬催化下生成金屬卡賓進(jìn)而發(fā)生硼氫插入反應(yīng). 2017年, Zhu和Zhou等[84]報(bào)道了手性雙銠絡(luò)合物C6或C7催化下羰基-烯-炔類(lèi)化合物的不對(duì)稱(chēng)硼氫插入反應(yīng)(Scheme 32). 炔基在Rh(Ⅱ)的活化下能夠被羰基分子內(nèi)進(jìn)攻, 經(jīng)環(huán)化重排得到2-呋喃基卡賓, 其對(duì)B—H鍵發(fā)生不對(duì)稱(chēng)插入反應(yīng)即可得到雙芳基硼基化合物. 產(chǎn)物中的硼基團(tuán)還可以轉(zhuǎn)化為各類(lèi)硼酸酯以及直接轉(zhuǎn)化為醇, 且在這些轉(zhuǎn)化過(guò)程中幾乎完全保持了對(duì)映選擇性. 最近, Zhu和Zhou等[85]還實(shí)現(xiàn)了金催化端炔的氧化硼化反應(yīng), 其關(guān)鍵步驟也涉及金屬卡賓對(duì)硼烷加合物B—H鍵的插入反應(yīng); 該反應(yīng)為α-羰基硼化合物的合成提供了新方法, 但其不對(duì)稱(chēng)轉(zhuǎn)化尚未見(jiàn)報(bào)道.

4 其它類(lèi)型的不對(duì)稱(chēng)碳硼成鍵反應(yīng)

2015年, Toste等[86]報(bào)道了Pd與手性磷酸C8共催化的端烯、芳基重氮鹽與聯(lián)硼烷的1,1-芳基硼化反應(yīng), 能夠一步得到芐位手性的二級(jí)硼酸酯[Scheme 33(A)]. 與一般配體誘導(dǎo)的不對(duì)稱(chēng)控制模式不同, 反應(yīng)中的手性誘導(dǎo)產(chǎn)生于手性磷酸負(fù)離子, 其與芳基Pd(Ⅱ)正離子形成的離子對(duì)與烯烴遷移插入形成烷基Pd中間體, 該中間體經(jīng)還原消除再重新插入后形成更加穩(wěn)定的Pd位于芐位的中間體, 隨后其與聯(lián)硼酸酯發(fā)生轉(zhuǎn)金屬化再還原消除得到產(chǎn)物[Scheme 33(B)].

Scheme 33 Pd(Ⅱ)-catalyzed asymmetric 1,1-arylboration of alkenes(A) and proposed mechanism(B)

Scheme 34 Cu(Ⅰ)-catalyzed asymmetric rearrangement/hydroboration for the synthesis of allenyl organoboranes(A) and proposed mechanism(B)

2018年, Hoveyda等[87]報(bào)道了Cu/手性雙磷配體L38催化的1,3-烯炔不對(duì)稱(chēng)重排/硼氫化反應(yīng), 高對(duì)映選擇性地合成了軸手性聯(lián)烯硼化合物[Scheme 34(A)]. 他們認(rèn)為, 反應(yīng)首先由Cu—H物種對(duì)烯烴的加成生成炔丙基Cu中間體, 隨后Cu發(fā)生1,3-遷移生成聯(lián)烯Cu物種, 這一步是反應(yīng)的手性控制步驟, 隨后聯(lián)烯銅物種硼解即可生成產(chǎn)物, 同時(shí)再生催化劑[Scheme 34(B)]. Ge等[88]和Engle等[89]也分別報(bào)道了基于Cu—H物種的類(lèi)似反應(yīng).

5 總結(jié)與展望

原則上, 只要碳硼成鍵反應(yīng)的最終產(chǎn)物具有手性, 就可能通過(guò)在催化過(guò)程中引入手性催化劑對(duì)反應(yīng)的對(duì)映選擇性加以調(diào)控. 本文從反應(yīng)類(lèi)型上綜合評(píng)述了不對(duì)稱(chēng)催化條件下構(gòu)筑C—B鍵的方法, 可以看到, 得益于手性催化劑的引入, 多種類(lèi)型的手性有機(jī)硼化合物能夠被高效合成. 總體而言, 目前報(bào)道的手性有機(jī)硼的類(lèi)型大多局限于碳中心手性, 而關(guān)于軸手性、面手性及硼中心手性的手性有機(jī)硼化合物催化合成的報(bào)道很少, 限制了有機(jī)硼化合物的應(yīng)用范圍, 因此發(fā)展結(jié)構(gòu)多樣性手性有機(jī)硼化合物的合成方法對(duì)有機(jī)硼化學(xué)的發(fā)展具有重要意義. 從結(jié)構(gòu)多樣性合成的角度來(lái)看, 目前發(fā)展的各類(lèi)不對(duì)稱(chēng)碳硼成鍵方法都有其局限. 硼試劑對(duì)烯烴的加成反應(yīng)是合成手性烷基硼的重要方法, 然而其底物類(lèi)型較為局限, 因此發(fā)展更高效的手性催化劑, 實(shí)現(xiàn)非活化的多取代烯烴、非對(duì)稱(chēng)雙烷基或雙芳基烯烴的區(qū)域選擇性與對(duì)映選擇性精準(zhǔn)調(diào)控具有重要意義. 基于C—H鍵活化的不對(duì)稱(chēng)C—B鍵偶聯(lián)反應(yīng)在官能團(tuán)轉(zhuǎn)化中具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì), 但由簡(jiǎn)單底物出發(fā)的不對(duì)稱(chēng)C—B鍵偶聯(lián)反應(yīng)仍然是巨大的挑戰(zhàn), 發(fā)展更為高效的C—H鍵的活化方式, 特別是C(sp3)—H鍵-活化方式, 并實(shí)現(xiàn)其手性控制, 無(wú)疑是該類(lèi)反應(yīng)的發(fā)展方向. 卡賓對(duì)B—H鍵插入反應(yīng)的出現(xiàn)有望將卡賓結(jié)構(gòu)多樣性的優(yōu)勢(shì)引入到有機(jī)硼的合成中, 拓展更多類(lèi)型卡賓對(duì)B—H鍵的插入反應(yīng), 實(shí)現(xiàn)其選擇性有效調(diào)控, 將推動(dòng)該反應(yīng)的實(shí)際應(yīng)用. 另外, 在碳碳成鍵反應(yīng)中引入碳硼成鍵, 也是達(dá)成結(jié)構(gòu)多樣性有機(jī)硼合成的有效方法, 此方面的研究同樣值得期待[90,91].