过渡金属催化的烯烃与芳基硼化合物的交叉偶联反应是一种快速有效的C-C成键反应，它利用丰富的和商业上可用的原料来生产各种增值的烯烃和烷基芳烃，因此受到了合成界越来越多的关注。根据产物的不同，这些反应可分为两大类。第一类是通过过渡金属催化的烯烃的Heck-型芳基化反应；该途径包括通过烯烃分子间的碳金属化和随后的β-氢消除来形成烷基金属中间体，从而得到烯烃芳烃(方案1a)。另一类是烯烃的氢芳基化反应。在这类反应中，过渡金属催化剂首先与氢化物试剂反应生成活性催化剂物种[TM]-H。然后，[TM]-H与烯烃和芳基硼化合物依次通过氢金属化和转金属反应生成芳烃基金属中间体，该中间体进一步经过还原消除生成氢芳基化产物(方案1b)。除上述两类反应外，本文还揭示了一种新型的烯烃与芳基硼化合物通过铑催化的脱烯基芳基化偶联反应，因为大多数C-C键具有热力学和动力学稳定性，该反应比直接Heck芳基化和氢芳基化反应更具挑战性(方案1c)。在这项工作中，不同烯烃和1,3-二烯中的C(芳基)-C(烯基)和C(烯基)-C(烯基)键可以断裂，用于在螯合基团的帮助下与芳基硼化合物的Suzuki-Miyaura反应，从而提供了一条快速和非常规的双(杂)芳基的途径。据作者所知，关于过渡金属催化C(芳基)-C(烯基)键断裂的报道只有三个例子，即：1)Youn课题组Pd催化的通过芳构化反应驱动β-碳消除的2-烯基苯基丁酮酸酯与烯烃间的级联反应；2)Lautens课题组Pd催化的远程C-H烷基化和C-C键断裂和3)Kakiuchi课题组 Rh催化的苯乙烯的烯烃挤出-重新插入。值得注意的是，1,3-二烯中C(烯基)-C(烯基)键的断裂至今仍不清楚。

对反应条件进行优化。受Kakiuchi课题组工作的启发，作者从1a和(4-甲氧基苯基)硼酸(2a)在Cp*Rh^III催化剂存在下的反应开始研究。由[RhCp*(MeCN)₃][SbF₆]₂(10mol%)和Ag₂O(2.0当量)组成的最佳催化体系在100℃、0.2M乙醇中反应20h，目标产物3a的产率最高可达69%，并且只有少量的副产物3aa是由1a与2a直接氧化Heck芳基化反应生成的。对照实验表明，[RhCp*(MeCN)₃][SbF₆]₂和Ag₂O对于该反应都是必不可少的。催化剂对脱烯基芳基化反应比Heck芳基化反应的化学选择性起着至关重要的作用。用[RhCp*Cl₂]₂/AgSbF₆取代[RhCp*(MeCN)₃][SbF₆]₂，该反应的化学选择性完全改变，以36%的产率得到3aa作为主要产物。此外，[RhCp*Cl₂]₂的同系物[IrCp*Cl₂]₂和[CoCp*(CO)I₂]₂对该转化的催化活性可以忽略不计。当用Ag₂CO₃取代Ag₂O作为氧化剂时，3a的产率略有降低，而当使用AgOAc和Cu(OAc)₂作为氧化剂时，反应完全关闭。此外，溶剂也显著影响化学选择性。例如，CF₃CH₂OH提供了3a的中等产率以及微量的副产物3aa。然而，当使用其他溶剂如甲醇、叔丁醇、二氯乙烯、1,4-二氧六环和甲苯时，不需要的Heck芳基化反应更受欢迎。此外，灵敏度筛选显示该反应相对较强，仅在加水或较大规模时产率降低。

底物范围扩展。在优化的反应条件下，首先考察了(杂)芳基硼酸与1a反应的范围。如表1所示，一系列(杂)芳基硼酸顺利地进行了这种转化，以中等到良好的产率生成了各种双(杂)芳基化合物(3a-3x)。苯环的对位或间位含有甲氧基、甲基、叔丁基、异丁基、三甲基硅基、苯基、乙烯基、氟、氯、三氟甲基和酯等给电子或吸电子基团的芳基硼酸(3a-3s)能以较好的产率与1a反应。萘-1-基硼酸、萘-2-基硼酸和(5-溴苯并[b]噻吩-2基)硼酸适合于该转化反应(3t-3v)。此外，含咔唑基和三苯胺的硼酸也可以进行这种脱烯基芳基化反应(3w和3x) 

随后，考察了不同类型烯烃的反应性(表2)。1b和1,2-二取代内烯如1c和1d可用于与(4-甲氧基苯基)硼酸(2a)的脱烯基芳基化反应，产率适中。然后，研究了含直接基团的烯烃底物(1)的范围。如表2所述，各种含吡唑或吡啶的烯烃可以进行这种脱烯基芳基化反应，以中等到良好的产率(4a-4l)提供相应的联芳基。为了突出合成的有效性，该方法在天然产物的后期修饰中得到了检验。例如，雌酮和酪氨酸的衍生物芳基硼酸化合物2y和2z在标准反应条件下与1e反应顺利，分别以65%和57%的收率合成了目标产物4m和4n。 

作者的方案还可以扩展到1,3-二烯的脱烯基芳基化反应中，以吡啶单元为导向基团(表3)。需要注意的是，到目前为止，1,3-二烯中C(烯基)-C(烯基)键的断裂尚不清楚。首先，含给电子或吸电子基团的芳基硼酸化合物与5a以适中的产率(6a-6i)进行此反应。随后，以芳基硼化合物2z为偶联对象考察了1,3-二烯的合成范围。如表3所述，各种含2-吡啶基的1,3-二烯进行了该反应，以适中的产率(6j-6r)提供了相应的产物。此外，2-((1Z,3E)-4-苯基丁酸-1,3-二烯-1-基)吡啶和2-((2Z,4E)-5-phenylpenta-2,4-dien-2-yl)pyridine未能得到预期的产物。

验证该方法的综合实用性。如方案2a所示，吡唑基很容易转化为氨基。为了深入了解反应机理，进行了一系列对照实验。首先，在标准反应条件下处理1e，得到直接脱烯基产物8，收率为76%。此外，在没有Ag₂O的情况下，以EtOH /ⁱPrOH为溶剂，也观察到了1e的直接脱烯反应。上述1e的乙醇介导的脱烯基化反应表明，脱烯基产物8可能是该脱烯基化反应的中间产物。为了证实这一可能性，在标准反应条件下进行了两个1e或8分别与2a的平行竞争实验，分别以52%和37%的产率获得了目标产物4a。此外，还进行了分子间竞争实验，在标准反应条件下一锅处理1e、9和2a各1当量，结果表明，C-C裂解的芳基化反应比C-H活化的芳基化反应快得多，如方案2c,d所示。因此，1e的直接脱烯基芳基化反应比级联脱烯基化反应和铑催化的邻位C-H芳基化反应更有利。但是，在这个阶段，不能完全排除这种可能性。

基于上述观察结果和相关文献，作者提出了一种合理的机理途径，即首先，[RhCp*(MeCN)₃][SbF₆]₂与乙醇反应生成活性催化剂[Cp*Rh^IIIX]-H(X=SbF₆或OEt)和CH₃CHO(1e和2a反应后GCMS检测到CH₃CHO)。所得的铑氢物质与底物1相互作用得到中间体IM1，随后烯烃的加氢金属化生成中间体IM2。然后，中间体IM2通过β-碳消除得到烯烃配位中间体IM3，该中间体进一步通过烯烃的释放提供中间体IM4。随后，中间体IM4与芳基硼酸反应生成中间体IM5。由于反应后观察到直接脱烯基产物(方案2b,d)，中间体IM4同时在氢离子存在下发生可逆脱烯基反应。最后，中间体IM5经过还原消除以提供所需的产物3，同时释放Cp*Rh^I物种，后者被Ag₂O进一步重新氧化为Cp*Rh^III物种以结束催化循环。

综上所述，作者展示了第一个铑(III)催化的烯烃与芳基硼化合物的脱烯基芳基化反应，从而提供了一条非常规的双(杂)芳基的合成途径，具有很好的化学选择性。此外，这种转化也适用于1,3-二烯。在这种方法中，不同烯烃和1,3-二烯中的C(芳基)-C(烯基)和C(烯基)-C(烯基)键可以通过氢金属化作用裂解，然后通过β-碳消除途径进行Suzuki-Miyaura反应。

Frank Glorius*

Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 15650 – 15655

doi.org/10.1002/anie.202105355