烯烃在有机合成领域中占据着重要地位，因其广泛用于多种增值反应中。然而，对于烯烃的对映选择性转化，其双键构型对最终产物的对映体有着重要影响。尽管通过消除反应、Wittig反应等方法容易获得E/Z混合的三取代烯烃，但将这些E/Z混合烯烃转化为具有高对映选择性的手性产物仍然是一个巨大的挑战。（图1A）为了克服这些挑战，目前采用的一些策略包括在底物上引入螯合基团，与过渡金属配位形成稳定的金属环，从而控制主要构型。尽管这些策略取得了显著成果，但对官能化最少的三取代E/Z混合烯烃进行高对映转化的官能化反应仍未被报道。氢硼化反应是由Brown首次开发的一种方法，用于生成高价值且易于衍生化的有机硼化合物。通过螯合基团的异构化过程，进行三取代烯烃的对映转化是一种可预测的策略。受Chirik之前关于异构化-氢硼化过程的启发，作者提出了一种新的策略：通过对映选择性转化，将三取代E/Z混合烯烃转化为手性单取代烯烃或二取代烯烃，然后进行氢硼化反应，生成手性有机硼酸酯。（图1B）
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本研究开发了一种钴催化对映转化的氢硼化反应，用于官能化最少的三取代E/Z混合烯烃，从而构建具有优异对映选择性的手性有机硼酸酯。（图1C）作者团队采用了手性自由基钴催化剂，这一C(sp3)-H硼化策略有着良好的官能团耐受性，产物可以通过C-B衍生化转化为有价值的化合物。在实验中，作者以官能化最少的E/Z混合三取代烯烃1a作为模型底物，在存在手性钴前催化剂、HBpin（环氧硼烷）和乙醚的条件下，通过路径A进行反应。（图2 path A）当使用thiazoline iminopyridine（TIP）前催化剂(S)-L1·CoCl2时，反应得到的手性有机硼酸酯2a的产率不到5%。令人鼓舞的是，当使用立体障碍较小的(S)-L2·CoCl2时，反应可以以68%的产率得到2a，ee值为90%，但产物2a和3a的比例为6:1。为了提高反应的活性和化学选择性，同时保持良好的对映选择性，作者团队测试了不同的TIP配体和oxazoline iminopyridine（OIP）配体，最终(S)-L4表现最佳，产率达83%，ee值为91%，2a和3a的比例为10:1。在使用不同添加剂（如LiBHEt3、NaOtBu、LiOtBu）和不同浓度（0.5−2.5 M）筛选后，发现使用LiOtBu作为活化剂在0°C条件下，反应能以99%的产率（分离产率为93%）得到2a，ee值为92%，2a和3a的比例超过20:1。
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接下来，作者团队将这一策略应用于含有苄基位置上的乙基基团的底物1ae（E/Z比例为1.0:1.5），以路径B进行反应，以在氢硼化位点远离的位置形成立体中心。（图2 path B）当使用(S)-L1·CoCl2作为前催化剂，NaBHEt3作为添加剂时，反应得到2ae的产率不到5%。通过使用立体障碍较小的(S)-L4·CoCl2，反应产率提高到62%，但ee值只有34%。为了提高对映选择性，使用了OIP前催化剂(S)-L6·CoCl2，反应产率为7%，但ee值达87%。最终，通过使用KBHEt3作为添加剂，反应以90%的产率（分离产率为88%），ee值为90%，2ae和3ae的比例为12:1。本研究开发了一种钴催化的对映转化氢硼化策略，用于官能化最少的三取代E/Z混合烯烃。这一方法实现了对映选择性高、官能团耐受性良好的手性有机硼酸酯的合成，扩展了手性有机硼化合物的合成方法学。通过这一策略，可以将多种官能化三取代E/Z混合烯烃高效转化为手性有机硼酸酯，并通过C-B衍生化转化为有价值的化合物，为手性化学和有机合成提供了新的思路和方法。这一研究不仅展示了钴催化剂在手性化合物合成中的潜力，还为后续研究提供了新的方向。通过进一步优化反应条件和扩展底物范围，可以开发出更多对映选择性高、化学选择性强的有机合成方法。这一研究不仅在理论上有重要价值，在实际应用中也有广泛前景，为药物合成、材料科学等领域提供了新的工具和方法。
标题：Enantioconvergent Hydroboration of E/Z‐Mixed Trisubstituted Alkenes
作者：Yinwei Bao, Chenggong Zheng, Kangyu Xiong, Chenke Hu, Peng Lu*, Yuwen Wang, and Zhan Lu*
链接：https://doi.org/10.1021/jacs.4c06585
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