近日，美国华盛顿大学Gojko Lalic团队开发了一种银催化末端共轭炔烃与烷基硼烷（作为偶联试剂）的加氢烷基化反应，具有高度的Z-选择性。利用该策略，合成了一系列(Z)-α,β-不饱和酯、二级或三级烷基酰胺/芳基酰胺以及烷基/芳基酮，并可耐受多种官能团。机理研究表明，加氢烷基化涉及形成炔基硼酸酯（alkynylboronate）配合物，然后进行1,2-金属转移（1,2-metalate shift）。这一系列步骤在机理上限制了立体化学结果，再加上温和的反应条件，从而确保了高度的Z-选择性。相关研究成果发表在J. Am. Chem. Soc.上（DOI: 10.1021/jacs.4c09755）。
（Scheme 1，图片来源：J. Am. Chem. Soc.）
2019年，Lalic团队（J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 17086.）报道了一种利用烷基硼烷作为烷基化试剂，实现了末端炔烃的Z-选择性加氢烷基化反应。其中，这种加氢烷基化的机理不涉及强亲核或自由基中间体，可能非常适合共轭炔烃的加氢烷基化反应（Scheme 2）。其中，烷基化是由烷基硼烷的亲电性和银催化剂驱动的，这促进了boron-ate配合物的形成和1,2-金属转移的过程。
（Scheme 2，图片来源：J. Am. Chem. Soc.）
首先，作者研究了关键的亲核中间体、乙炔银与α,β-不饱和羰基化合物的兼容性（Scheme 3）。乙炔银2与α,β-不饱和酯1在甲苯溶剂，未能有效的进行反应（底物残留>95%）。在相同的反应条件下，采用乙炔锂时，可使少部分底物1进行转化（底物残留59%），表明了乙炔银的反应性较低。同时，将乙炔银2、烷基硼烷3与α,β-不饱和酯1在氘代甲苯溶剂中进行反应时，通过11B NMR光谱观察到在16 ppm处出现共振。同时，共轭烯烃保持完整。受此结果的启发，作者认为，羰基引起的炔烃极化有望促进金属乙炔（II）的形成，并促进限制周转（turnover-limiting）的1,2-金属位移（III至IV）。因此，采用乙炔银衍生物5与烷基硼烷3反应，可生成boron-ate配合物。
（Scheme 3，图片来源：J. Am. Chem. Soc.）
受上述化学计量实验结果的启发，作者以丙炔酸甲酯7与烷基硼烷3为底物，在前期的反应条件下进行加氢烷基化反应的尝试，但仅获得10%收率的加氢烷基化产物1，Z/E为4:1（eq 1）。进一步的研究发现，LiOt-Bu促进了炔烃的低聚反应，并阻止了加氢烷基化反应。
为了进一步提高反应的效率，作者以丙炔酸甲酯7与烷基硼烷3作为模型底物，对反应条件进行了大量的筛选（Table 1）。筛选结果表明，当以IPrAgCl作为催化剂，Na2CO3作为碱，MeOH作为添加剂，甲苯作为溶剂，在45 ℃下反应，可以92%的收率得到产物1，Z/E >100:1。
（Table 1，图片来源：J. Am. Chem. Soc.）
在获得上述最佳反应条件后，作者对底物的范围进行了扩展（Table 2）。首先，由活化烯烃衍生的一级烷基硼烷，均可顺利进行反应，获得相应(Z)-α,β-不饱和酯产物8-23，收率为55-90%，具有出色的Z-选择性。同时，由烯烃衍生的二级烷基硼烷，也与体系兼容，获得相应(Z)-α,β-不饱和酯产物24-27，收率为56-78%。其次，含有一级、二级、三级醇以及苯氧基取代的炔基酯，均可顺利进行反应，获得相应的(Z)-α,β-不饱和酯产物28-31，收率为70-86%。通过对反应条件的修饰后（Scheme 4a），即在IPrAgCl/KHCO3/EtOH/mesitylene条件下，一系列不同取代的酰胺衍生物，均能够顺利进行反应，获得相应(Z)-α,β-不饱和酰胺产物32-41，收率为52-76%。此外，通过对反应条件的再次优化后（Scheme 4b），即在IPrAgCl/K3PO4/EtOH/mesitylene条件下，通过该策略还可合成(Z)-α,β-不饱和酮产物42-46，收率为54-81%。然而，含有还原基团的烯烃（如烷基溴和醛），与硼氢化反应不相容。含有强配位基团的烯烃（如吡啶），阻止了硼氢化反应的进行。三取代和官能化的烯烃（如丙烯酸酯或乙烯基酯），也未能产生所需的产物。由于存在酸性的质子，炔基羧酸和一级酰胺也不是合适的偶联底物。含有砜或硼酸酯等吸电子基团共轭的炔烃，也无法获得所需的产物。
（Table 2，图片来源：J. Am. Chem. Soc.）
（Scheme 4，图片来源：J. Am. Chem. Soc.）
Austin B. Shaff, Avijit Hazra, Bradley W. Gardner, and Gojko Lalic
