乙烯基硅烷和乙烯基硼酸酯作为应用十分广泛的合成中间体，其分子中具有反应性的硅或硼中心能够进行多种转化（Hiyama以及Suzuki交叉偶联反应），此外，具有较强反应性的πC=C和σC-M在有机合成领域也得到了一定的利用（Figure 1a）。但是，在没有C=C或C-Si/B键参与的情况下，对这些物质实现直接功能化鲜有报道。
催化C-H官能团化是将新取代基引入复杂分子的一种强有力的手段。尽管这一领域已取得了巨大进展，但乙烯基硅烷和乙烯基硼酸盐直接进行C-H官能化时，由于活化的π体系具有更高的反应性，并且在过渡金属催化下倾向于进行金属转移或插入，因此对许多C-H活化方法提出了特别的挑战。Stambuli等人在Pd催化下，实现了末端乙烯基硅烷的烯丙基乙酰氧基化（Figure 1b）。然而，由于Pd催化剂的空间敏感性，该方法仅适用于(Z)-末端乙烯基硅烷，这也是目前为止仅有的一例报道。
乙烯基硅烷和乙烯基硼酸盐的C-H胺化可以方便地获得一系列功能化偶联试剂和含氮的潜在生物活性化合物，但这类方法目前尚未实现。华盛顿大学的Forrest E. Michael等人前期报道了一种硒催化的烯丙基C-H胺化方法，反应具有非常广泛的底物和官能团耐受性。研究者利用这种无过渡金属催化的体系避免了过渡金属催化下的乙烯基金属物种的一些反应特性，这为实现选择性C-H官能团化提供了可能。另外，烯烃上存在的Si或B取代基时，两者可以作为区域可调控基团（Figure 1c）。在最初的报道中，研究者观察到区域选择性受到电子效应的很大影响，其中烯烃C=C键取代基较多且富电子一侧的烯丙基C-H键更容易进行选择性胺化。计算研究表明，在最初的烯烃反应中，中心碳原子上大量的正电荷积累是造成这种导向效应的原因。此处，研究者设想用正电的Si或B基团替换碳取代基，或许可以使得上述那种更具优势的区域选择性发生反转。通过β-Si或β-B效应稳定正在形成的正电荷，将引导远离这些官能团的C-H进行胺化。同时，具有反应性的C=C或C-Si/B键得到保留，以供后续的官能化。通过这种方式，可以使用Si或B作为临时极性反转基团来合成以前无法获得的烯丙基C-H胺化产物。相关结果发表在Angew. Chem. Int. Ed.（DOI: 10.1002/anie.202210109）。
Figure 1. C-H functionalization of vinylsilanes
and vinylboronates
（来源：Angew. Chem. Int. Ed.）
研究者在之前报道的反应条件下探究了末端乙烯基硅烷(E)-1a的烯丙基C-H胺化，研究发现该反应中未发现C=C或C-Si参与的竞争反应发生（Figure 2）。(Z)-1a和(E)-1a反应后得到相同收率的产物(E)-2a，当两者以1:1的混合物进行反应时也得到产物(E)-2a。这种立体收敛避免了非对映纯乙烯基硅烷的提前制备。对于端乙烯基硅烷，硅原子上的烷基和芳基取代基均具有良好的耐受性（2a-2c）；内乙烯基硅烷也可以很好地发生反应（2d）；内乙烯基硅烷（1h-m）进行胺化反应时，以NsNH2作为胺化试剂时仅发生远端胺化，当以TfesNH2作为胺化试剂时观察到少量的近端胺化，生成的产物均以(E)-烯烃产物为主。
Figure 2. Vinylsilane substrate scope
（来源：Angew. Chem. Int. Ed.）
随后，研究者对乙烯基硼物种也进行了尝试（Figure 3）。研究者发现末端连有频哪醇硼酸酯（Bpin）的烯基硼3a进行胺化时，可以得到中等收率的目标产物。研究者通过对硼取代基的筛选，发现连有N-甲基亚氨基二乙酸（MIDA）硼酸盐的烯基硼更容易发生反应。(E)-3b和(Z)-3b在反应结束后都以较高的收率得到产物(E)-4b。即使反应放大至5 mmol时，也能保持较高的收率。当内烯基BMIDA底物（3f）进行反应时，也以优异的区域和非对映选择性得到所需的胺化产物。
Figure 3. Vinylboronate substrate scope
（来源：Angew. Chem. Int. Ed.）
此外，研究者对所得的胺化产物进行了衍生化（Figure 4）。所得胺化产物2h可以直接转化为保留双键构型的碘化物5；2j可以进行Hiyama-Denmark偶联；4b通过环氧化可制备环氧化物7；(Z)-1,2-二取代烯烃8不能通过简单Z-烯烃的烯丙基胺化合成，将所得胺化产物4f脱硼则可很容易获得；4b和4f还可进行Suzuki偶联。
Figure 4. Derivatization of aminated products
（来源：Angew. Chem. Int. Ed.）
研究者通过对底物3f的C-H胺化和Suzuki偶联反应顺序的改变，证明了此方法确实可以实现区域选择性反转（Figure 5）。
Figure 5. Regiodivergent amination by changing
reaction sequence
（来源：Angew. Chem. Int. Ed.）
研究者还对该反应提出了可能的机理（Figure 6）：硒化膦催化剂和原位产生的亚氨基碘苯反应生成硒双(酰亚胺)物种A；A与烯基硅或者烯基硼发生ene反应，再经过[2,3]-σ-重排，得到胺化产物。
Figure 6. Proposed catalytic cycle
（来源：Angew. Chem. Int. Ed.）
为了更好地理解反应的区域选择性，研究者还进行了理论计算（Figure 7）。计算结果表明，最初的ene反应充分放热，在反应条件下不可逆，是区域选择性的决速步骤。反转的区域选择性取决于甲硅烷取代基的空间和电子效应的微妙组合，这些因素有利于硒对含硅碳原子的攻击。
Figure 7. DFT calculations for distal and
proximal C-H amination pathways
（来源：Angew. Chem. Int. Ed.）
小结：Forrest E. Michael等人开发了一种新的硒催化乙烯基硅烷和乙烯基硼酸盐的烯丙基C-H胺化反应。这种无过渡金属催化的特征避免了烯烃加成或C-Si/B键转金属化竞争反应的发生，使得仅有C-H胺化反应可以进行。硅或硼基团的导向效应反转了通常的胺化区域选择性，从而可以获得与之前互补的区域异构产物。理论计算研究表明，该反应的区域选择性是由空间效应和电子效应的微妙组合控制的。
Metal-Free Allylic C-H
Amination of Vinylsilanes and Vinylboronates using Silicon or Boron as a
Regioselectivity Switch
T. Parker Maloney, Janna L.
Berman, and Forrest E. Michael*Angew. Chem. Int. Ed. DOI: 10.1002/anie.202210109
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