Angew：光诱导烷基醇的脱氧硼化反应
烷基硼化合物在有机合成中是一种有用的中间体，C-B键可以实现多样性的转化，因此许多稳定的硼衍生物（硼酸酯、三氟硼酸钾盐等）在有机合成、材料化学、药物化学中得到了广泛的应用。这类化合物的制备方法主要有：1）卤素取代反应；2）烯烃硼化反应。另外，通过取代常见官能团将硼酸酯引入到复杂分子中是另一种具有发展前景的方式。最近，人们发展了一系列方法将羧酸或一级胺转化为烷基硼酸酯化合物。在这些方法中，首先经单电子转移过程诱导活化底物的碎片化过程，形成烷基自由基，随后硼化形成产物。然而，尽管醇类化合物广泛存在，自由基介导的这类化合物的硼化反应却发展较少。
实现醇类化合物硼化最常见的方式是过渡金属催化的Miyaura硼化，这需要将醇类化合物转化为拟卤素，随后参与到后续偶联中，而且这类方法的底物范围局限于芳基或活化的烷基醇。2019年，Fu课题组发展了Ag催化的一级及二级非活化烷基甲苯磺酸盐的自由基硼化反应，反应需要强碱来活化二硼化合物，而且反应需要在高温中进行。最近，英国布里斯托尔大学的Varinder K. Aggarwal课题组利用二硫代碳酸酯的自由基脱氧硼化反应实现了无过渡金属催化的醇类化合物的硼化，反应条件温和。相关研究成果发表在Angew. Chem. Int. Ed.上（DOI: 10.1002/anie.201910051）。值得一提的是，在文章的准备阶段，Studer课题组报道了Barton-McCombie引发的活化醇类化合物的脱氧自由基硼化，反应需要当量的AIBN和(Me3Si)3SiH，或需要Ir作为作为光敏剂来诱发反应，而Aggarwal报道的方法经C-I键的均裂来诱发反应进行，无需当量的自由基引发剂或硅烷。
（来源：Angew. Chem. Int. Ed.）
作者首先采用1-Boc-4-羟基哌啶的硫代碳酸酯1a为模板底物进行条件优化（Table 1），通过对添加剂、光源等反应条件的优化，确定了反应的最优反应条件：B2cat2为硼源、Et3N为添加剂、DMF为溶剂，底物在蓝光照射下室温反应12 h，最终以80%的收率得到目标产物。值得一提的是，三乙胺对于反应具有促进作用，光照对于反应的顺利进行至关重要。
（来源：Angew. Chem. Int. Ed.）
确立了最优反应条件后，作者随后对反应的普适性进行了研究（Table 2），其中，环状及非环状的二级醇衍生物均能以良好的收率得到目标产物。反应在1.0 mmol规模下也能顺利进行，表明了反应的可放大性。一级烷基醇衍生物收率较低，可能是一级烷基自由基本身不够稳定。金刚烷取代的三级醇衍生物可以参与到反应中，但是其他三级醇却不能得到目标产物，可能是此类结构会进行Chugaev消除。随后，作者对天然产物中的羟基进行了硼化，包括萜烯薄荷醇、羟脯氨酸、糖类化合物、甾体化合物等，反应均能以中等收率得到目标产物，显示出该反应的高度官能团兼容性。
（来源：Angew. Chem. Int. Ed.）
随后，作者对反应机理进行了研究，通过自由基钟实现确定了反应经自由基过程进行，通过控制实验确定了底物中碘的重要性，并通过测定反应物的吸收光谱猜测反应中形成了三元复合物。根据以上结果，作者提出了反应的催化循环（Scheme 3）：B2cat2与Et3N混合后可以实现光诱导的电子转移过程形成芳基自由基2及自由基阳离子络合物14；随后芳基自由基2经环化、碎片化过程形成烷基自由基4及环状硫代碳酸酯3；最后，4与B2cat2经自由基均裂取代反应形成产物及Lewis碱稳定的硼自由基17，17可进一步诱导下一个催化循环。
（来源：Angew. Chem. Int. Ed.）
小结：Aggarwal课题组发展了一种自由基脱氧硼化反应，该反应条件温和，操作简单，无需额外的光敏剂、自由基引发剂及硅烷，并且官能团耐受性高，可用于含羟基的天然产物的硼化反应。