這篇文獻報道了一種吡啶催化的無過渡金屬參與的芳基鹵化物自由基硼酸化反應(yīng)，通過芳基自由基與吡啶穩(wěn)定硼自由基的選擇性交叉偶聯(lián)合成芳基硼酸酯。

反應(yīng)設(shè)計

• 利用吡啶催化活化二硼試劑（B?pin?），通過 自由基偶聯(lián)機制 實現(xiàn)C-B鍵形成。

• 芳基鹵化物（碘代/溴代芳烴）在溫和條件（85°C，無過渡金屬）下轉(zhuǎn)化為芳基硼酸酯。

反應(yīng)條件優(yōu)化

• 最佳條件

  ：4-苯基吡啶（20 mol%）、甲醇鉀（MeOK）、MTBE溶劑，85°C。

• 溶劑影響

  ：MTBE抑制副反應(yīng)（如脫鹵），優(yōu)于THF。

• 催化劑篩選

  ：富電子吡啶（如4-苯基吡啶）顯著提升溴代芳烴反應(yīng)活性。

反應(yīng)優(yōu)勢

• 廣譜底物適用性

  ：包括含供電子/吸電子基團、雜環(huán)（如吡啶、呋喃）、烯基鹵化物等，甚至二鹵代芳烴可選擇性單/雙硼酸化。

• 操作簡便

  ：無需惰性氣體保護，克級規(guī)模合成可行。

• 經(jīng)濟性

  ：使用廉價二硼試劑（B?pin?）代替硅硼烷等高成本試劑。

機理驗證

• 自由基捕獲實驗

  ：苯作為氫源生成副產(chǎn)物苯甲醚，證實芳基自由基的存在。

• EPR與競爭實驗

  ：檢測到吡啶穩(wěn)定的硼自由基，表明硼自由基參與C-B鍵形成。

• 提出機理：甲氧基與B?pin?形成加合物，吡啶促進B-B鍵均裂生成硼自由基；芳基鹵化物經(jīng)單電子轉(zhuǎn)移（SET）生成芳基自由基，兩者偶聯(lián)得產(chǎn)物。

應(yīng)用潛力

• 合成多樣性

  ：適用于復(fù)雜分子（如含烯烴、氟/三氟甲基取代基）的硼酸化。

• 選擇性控制

  ：通過調(diào)節(jié)試劑當(dāng)量實現(xiàn)二鹵代芳烴的單/雙硼酸化（如2ad→5ad或5ad'）。

• 實用價值

  ：克級實驗產(chǎn)率與小規(guī)模相當(dāng)，具備工業(yè)化潛力。

傳統(tǒng)方法

本方法

需過渡金屬（如鈀、鋅）

無金屬參與

苛刻條件（強堿、高溫）

溫和條件（85°C）

底物限制（如官能團兼容性）

廣譜底物，包括敏感官能團

總結(jié)

該工作通過自由基化學(xué)實現(xiàn)了芳基鹵化物的高效硼酸化，為芳基硼酸酯的合成提供了新策略，兼具學(xué)術(shù)創(chuàng)新性與實用價值，尤其在藥物和材料科學(xué)中具有應(yīng)用前景。

參考資料

J. Am. Chem. Soc. 2017 , 139 , 2 , 607–610；

https://doi.org/10.1021/jacs.6b11813