摘要：这篇文章报道了铜催化的1,3-二取代-1,3-二烯的区域选择性硼氢化。通过催化烯炔复分解产生的高度取代的1,3-二烯为区域选择性硼氢化提供了底物，其中可变取代基可以方便地从1-烯烃和末端炔烃引入。对于非手性反应，使用dppbz作为配体。对于对映选择性反应，使用EtDuPhos作为配体，在大多数情况下可以获得良好的对映选择性。对照研究表明，1,3-二烯和Cu(I)源的立体异构纯度是决定区域选择性的关键。原位NMR实验和氘猝灭证实存在烯丙基铜中间体，其不与其他1,3-二烯交换。作者所提出的区域选择性模型基于Cu-B对1,3-二烯加成时，3,4-加成中的空间位阻比有利的1,2-加成中的空间位阻更严重。可将产物进一步官能化并用于双催化交叉偶联反应。

随着烯炔复分解的发展，可以很容易的得到1,3-二烯，而共轭二烯的功能化将大大增加它们在合成中的应用。近些年来，已经开发出许多催化和不对称催化的1,3-二烯的官能化反应。但是，在这些反应中采用的底物更多的是单取代或是1,1-和1,2-二取代的1,3-二烯，这可能是由于共轭二烯加成反应的区域选择性控制较差（方案1c）。当每个双键具有两个取代基时，相似的反应性倾向于产生混合产物。在之前，作者所在课题组（纽约州立大学布法罗分校Steven T. Diver课题组）以及其他一些课题组已经发展了烯炔复分解反应以及催化碳-碳偶联反应。因此，基于烯炔复分解所获得的1,3-二烯，作者试图开发1,3-取代的1,3-二烯的区域选择性硼氢化（方案1d）。

铜催化的硼氢化反应极为重要，因为它们提供了许多可用于有机合成的有价值的有机硼中间体。作者受到了Ito等人早期工作的启发，他们使用环状1,3-二烯为底物，实现了化学选择性和对映选择性硼氢化（方案1a）。Mazet及其同事实现了无环单取代二烯的位点选择性和区域选择性（方案1b）。还有其他一些课题组已经发展了LCu-Bpin对1,3-二烯的加成，作为其他成键反应的第一步。

从高度取代的1,3-二烯可以得到更高度取代的有机硼酸酯，是有机合成中通用的结构单元之一。有机硼酸酯可用于交叉偶联反应，并易于转化为其他官能团。如方案1d中所示的反应具有独特的区域选择性，形成的硼氢化产物更加通用，并且1,2-加成还可以产生手性中心。

作者首先采用1a（来自3-苯基-1-丙炔和1-己烯的烯炔交叉复分解）作为底物，采用非手性双膦配体，探索了1,3-二烯区域选择性硼氢化的最佳反应条件。最佳反应条件如表1中条目6所示。

接下来在最优反应条件下，作者研究了铜催化的硼氢化中1,3-二烯的3号位取代基的范围。因为这些二取代的1,3-二烯是通过烯炔复分解所制备的，因此方程式(2)中的R取代基来自末端炔烃。发现受保护的醇和酯以及支链烷烃都是可以被忍受的。

接下来探索了1位和3位取代基的各种组合以研究反应的范围和化学选择性。表2中条目1,7-10的底物是由烯炔复分解合成的，条目2-6是通过Wittig反应制备的。可以看出远程苯基取代基，末端烯烃，远程甲硅烷基醚，三取代烯烃以及取代炔烃都是可以被反应所容忍的，侧链中有支链时产率降低但是当保护基由TBS变为TBDPS时产率提高，但是区域选择性变差。表中最后两个例子表明，空间效应存在微妙的相互作用，可能会降低产量或区域选择性。

接下来作者研究了E式和Z式二烯的反应性和区域选择性。作者估计它们的反应性会有所差异。在表1中，发现纯E-1a得到9:1的区域异构体混合物，1,2-硼氢化产物的收率为81%。采用Z-1a作为底物时，发现底物完全转化但是区域异构体的比例逆转，有利于4,3-硼氢化。

从表3中可以看出E/Z混合物的反应选择性降低。并且这些数据表明，Z-异构体比纯E-异构体具有更低的区域选择性，并且每种立体异构体具有相似的反应性。

当作者采用CuOt-Bu用作铜源时，观察到相同1,3-二取代模式的1,3-二烯的不同区域选择性。作者推断侵蚀的区域异构体比率是由非选择性背景反应引起的。在没有加入配体的情况下，采用二烯1b作为底物，加入CuOt-Bu，其中形成了21%的三个区域异构体（方案5）。在这个背景过程中，没有区域选择性。观察到的低选择性可能是由于可溶的CuOt-Bu的竞争性背景反应。

接下来，作者采用市售的手性双膦配体，进一步筛选了对映选择性反应的最优反应条件。表4中条目8为最佳反应条件。

之后，作者又将对映选择性反应扩展到了其他底物。

随后，作者进行了氘标记研究，结果与主要区域化学途径中的中间有机铜物种一致。在该标记实验中，CH₃OD用作氘源，发现产物2k具有80%的氘掺入。

作者还进行了机理研究，实验表明Cu-BPin加成步骤是不可逆的并且可能是速率决定步。

之后，作者还提出了区域选择性模型。如方案9中所示，作者提出区域选择性由L₂Cu处的体积引导，其中L₂是螯合双膦配体。在有利的1,2-加成中，将Cu加入到具有氢和单碳取代基的C₂中。在不太有利的3,4-加成中，L₂Cu在C₃处被两个取代基压缩。关于Bpin，1,2-加成中其添加到带有R基团的C₁上，这是稍微不稳定的。3,4-加成中硼原子加入未取代的末端烯烃C₄上，由于烯烃C₄未被取代，因此其应变较小。对于Z异构体，R基团之间的A链导致1,3-二烯采用非平面构象，这导致1,2-加成中的空间应变更大。因此，对Z-异构体和E/Z混合物观察到较低的区域选择性。

最后，作者对硼氢化产物进行了转化。可以将其转化为三醇，还可以将其与对溴苯腈交叉偶联。

综上所述，作者开发了一种具有区域选择性和对映选择性的铜催化1,3-二取代-1,3-二烯加氢硼化反应。此前，尽管1,3-二取代-1,3-二烯可以从催化烯炔复分解(EYM)中轻易获得，但很少使用这种取代模式的1,3-二烯。研究发现，铜源和1,3-二烯的E/Z纯度都对区域选择性有影响。利用手性双膦配体，观察到了对映选择性反应。与之前的文献研究类似，根据机理研究和氘掺入实验确定了烯丙基铜物种是一种中间体。作者还提出了共轭二烯的1,2-二取代烯烃选择性加成的空间模型。进一步的转化显示出区域选择性硼氢化产物的高度合成效用。总的来说，通过烯炔复分解获得的1,3-二烯的区域选择性硼氢化扩展了二烯在合成功能化分子中的用途。

DOI: 10.1021/acscatal.2c01190