芳香化合物的硼化研究

Aromatic boronic acids or boronates are very important compounds, which have found wide applications in mordern organic synthesis. The main methods for the synthesis of aromatic boronic acids or boronates include: 1) from aromatic halides to prepare Grignard reagent, and then to react with alkyl borates; 2) Pd-catalyzed cross-coupling of arylhalides with diboron pinacol (Miyaura borylation); 3) transition-metal-catalyzed direct borylation of aromatic C-H bonds. Although these mothods have been widely applied in organic synthesis, they have some drawbacks, such as rigorous reaction conditions, functional group campatibility, expensive catalysts, and the regioselectivity of the reaction. Because of the importance of aromatic boron compounds, it is still highly desirable to develop new synthetic methods for these compounds. In this project, we will develop new borylation methods through Au- or Fe-catalyzed C-H bond functionalization by using highly reactive boron cation species.

芳香硼酸（酯）是一类非常重要的化合物,在现代有机合成中得到十分广泛的应用。合成芳基硼酸酯的方法主要有：1）从芳基卤化物出发，首先制备格氏试剂或者锂试剂，再与三烷基硼酸酯反应；2）钯催化偶联的方法；3）铑、铱等过渡金属催化的碳氢键活化的方法。这些方法虽已被广泛应用，但均有各自的缺点，例如条件苛刻、官能团耐受性较差、催化剂较为昂贵，反应的选择性问题等等。鉴于芳香硼化合物的重要性，仍有必要发展这类化合物的合成方法。本项目将应用金、铁等过渡金属直接活化芳香碳氢键，并通过形成硼正离子等活化硼试剂，即通过双活化的手段实现新颖的芳香化合物的硼化。

按照本项目的研究计划，我们积极开展了制备有机硼化物新方法的研究。在前期工作的基础上，我们发展了一种方便且高效地合成偕二硼化合物的新方法，该方法具有很好的底物普适性。此外，我们还将前期工作中发现的芳香氨基直接转变为硼酯基的方法进行改进极大地拓宽了底物的范围。.发展了芳香锡硼化合物的高效和廉价合成，并研究了芳香锡硼化合物具有化学选择性的分步交叉偶联反应。此外，利用有机硼化合物以及重氮化合物的特殊反应性，发展了芳基硼酸和三氟重氮乙烷的可调节三氟乙基化和二氟烯基化合成芳基三氟乙烷和二氟烯烃的新方法，以及α氨基酸酯/α氨基腈与芳基硼酸的脱氨偶联合成α芳基酸酯腈的新方法。.此外，作为本项目工作的延伸和拓展，我们也研究了有机硼化合物在合成中的应用。我们发展了钯催化的由偕二硼类化合物与二溴化合物制备芴类化合物的新方法；研究了1,1-二硼酸酯与烯基溴化物和1,1-二溴烯烃的偶联反应；以及三甲基硅基重氮甲烷和芳香硼酸的反应，通过将硼酸中间体转化成为频哪醇酯的方法，发展了一个将芳香硼酸一步转化成为苄基硼酸酯的方法等。 .在上述研究中我们共发表相关论文20篇，其中JACS (1篇)，Angew. Chem. Int. Ed. (4篇)，获中国发明专利授权2项，申请2项；培养博士研究生5名。项目主持人应邀在国内外重要学术会议上做大会报告或邀请报告3次；完成了预期目标。