由于含氟有机分子独特的物理化学和生物学性质,其被广泛应用于制药、农业化学和材料化学等领域中。例如,含有三氟甲基官能团手性碳中心的有机化合物广泛存在于多种具有生物活性化合物分子中。因此,发展有效的催化策略来获取含有氟烷基取代基的手性化合物分子,如三氟甲基或多氟烷基官能团,是一个越来越受关注的研究领域。
葛少中课题组一直致力于钴催化不饱和键的区域及立体选择性硼氢化反应研究。在前期的工作基础上,作者设想能否在这一钴催化过程中加入硼烷,来实现对于氟烷基取代烯烃的脱氟硼化反应和不对称硼氢化反应。在此设想下,他们通过钴催化氟烷基取代的末端烯烃的不对称硼氢化反应,得到了相应的手性烷基硼酸酯,其含有氟烷基取代的立体碳中心,具有高对映选择性,可达98% ee。同时这种不对称硼氢化为合成含有氟烷基取代的立体碳中心的手性有机氟化合物提供了通用基础。
结果显示该条件有着较好的官能团容忍性,在标准条件或者调整后的条件下,一系列的氟烷基取代芳基烯烃,无论吸电子或给电子芳基,都能高收率、高选择性得到目标产物,反应中底物官能团兼容性也很好。值得指出的是,对于烷基烯烃底物,反应仅能得到中等的立体选择性。
接下来,作者通过控制实验对反应的机理进行了探究。作者提出了如下的反应机理:Co(acac)2,双膦配体与HBpin活化得到(L)CoH,烯烃迁移插入Co-H得到烷基钴中间体III,与HBpin反应得到硼氢化产物4a。得到的钴氢物种在吸氢试剂存在下转化为(L)CoBpin,α-三氟甲基苯乙烯经2,1-插入得到中间体VI,经β-F消除得到去氟硼化产物5a。
Reference: Hu, M.; Tan, B. B.; Ge, S.* Enantioselective Cobalt-Catalyzed Hydroboration of Fluoroalkyl-Substituted Alkenes to Access Chiral Fluoroalkylboronates. J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 15333-15338.(推荐人:王娟;检查人:谢庆贤)