调谐苯基团的对位对于创建生物活性化合物和光电子材料具有显著作用。由于环上具有多个反应位点，因此在苯的对位附着官能团一直非常具有挑战性。来自名古屋大学ITbM的化学家开发了一种新颖的铱催化剂，可使对苯高度选择性硼基化，由此可快速合成用于治疗帕金森氏病的药物衍生物。

 

来源：ITbM, Nagoya University

调谐苯基团的对位对于创建生物活性化合物和光电子材料具有显著作用。由于环上具有多个反应位点，因此在苯的对位附着官能团一直非常具有挑战性。来自名古屋大学ITbM的化学家开发了一种新颖的铱催化剂，可使对苯高度选择性硼基化，由此可快速合成用于治疗帕金森氏病的药物衍生物。

名古屋大学转型生物分子研究所（ITbM）和JST-ERATOItami分子纳米碳项目的Yutaro Saito、YasutomoSegawa和KenichiroItami教授开发了一种铱催化剂，这种催化剂能选择性地引导硼部分取代的苯衍生物的相对侧。苯环的对位对于调谐各种有机分子的电子和空间属性非常重要，包括生物活性化合物，如药品和农用化学品，以及光电材料等。然而，对于直接从单取代苯环获得对位选择性苯衍生物的报道却鲜见报端。通过使用体积庞大的磷配位体，Itami和他的同事获得了使用空间相互作用取代苯基的新型催化剂，有助于实现C—H硼基化，即用硼基团替换对位上的一个氢原子。

硼基很容易转换成其它官能团，使得含苯结构可以多样化。2015年4月11日发表在《美国化学社会》杂志上的研究显示了合成方法的发展能有助于快速获得对位官能苯衍生物，从而构建药物化学类生物活性化合物数据库。通过高效地生成美芬对位官能团的衍生物—一种帕金森氏病治疗中使用的胆碱能药—证明了该方法的适用性。

芳香环金属催化的C—H硼基化被认为是经由氧硼基团引入官能团的有效方法。尽管如此，由于多个反应位点的存在，在6元苯环上的特定位置引入氧硼基相当具有挑战性。在苯取代基的旁边位置，即邻位（2或6）的取代通常会被C—H硼基阻止。然而，在2：1的间位（3-或5-）产品和对位（4-）产品的混合物中则通常可观察到C—H硼基化。此外，这些产品通常难以相互分离，因此开发有对位选择性的反应则显得非常重要。

“因为改变对位已经是生物学和材料科学中创建含苯官能分子的共同办法，我认为对位选择C—H官能团将是结构后期多样化非常有用的技术。然而迄今为止仍然没有通用的办法。”KenichiroItami说。“自2009年项目成立以来，我们始终致力于在苯环对位上引入官能团。”YasutomoSegawa说。“Yutaro在2012年继续这部分研究工作，通过大量的努力试图找出高度对位选择C—H官能团的条件。”

“我看了所有我能在实验室找到的配体，经过一年的筛选后，我终于发现BINAP和铱催化剂在对位引入硼基表现出较高的选择性。”Yutaro Saito说。“氮基配体通常用于C—H芳香硼基化反应，所以当大家看到磷配体也使用时都非常惊讶。当我筛选磷配体能增加对位选择性和产量时，我真的非常高兴。”

通过对各种桥连磷配位体的筛选，研究人员发现Xyl-MeO-BIPHEP可有效地阻断苯环带有大取代基的间位，以此可实现高达91％的对位选择C—H硼基化。“我们也发现，如果配体体积太过庞大，反应性和选择性的反应会减少，因此在配位体的大小与反应之间存在着平衡。” Saito说。C—H芳香族硼基化开发的反应条件也与各种官能团，如酯、醇、醚兼容，因而使得其可适用于该反应后期合成苯衍生物。而Ir[Xyl-MeO-BIPHEP]化合物被用作中间产物，可用于获得具有已知活性和新颖衍生化合物的美芬。

“虽然我们仍然需要提高选择性和基板的范围，但是我们能够说明一个立体控制催化反应的范例。”Saito说。Segawa和Itami说，“我们希望该反应能用于制备有用的对中间体，这将引起医药、农业化学品和材料行业的新发现和快速优化。”

新材料在线编译整理——翻译：杨超    校正：摩天轮