sp3-偕二有机金属试剂可以进行选择性反应，从而有效构建复杂的分子结构。其中含硼或硅基的化合物与常规的锂、镁、铝、锆、铜、锌双金属化合物相比具有较高的稳定性和官能团相容性。通过铜催化不对称硼加成芳基取代的烯基硅烷[Chem. Eur. J. 2013, 19, 3204]或铂催化的烷基取代的烯基硼酸酯的不对称硅氢加成反应[ACS Catal. 2018, 8, 2897]，可以制备这些偕二(硼硅基)烷基化合物。但该过程不能实现一锅法合成以及在硅氢加成和硼氢化反应中使用不同的催化剂。炔烃是一种用途广泛的化学合成原料。炔烃发生不对称双官能团化反应为制备手性偕二(硼硅基)烷烃提供了一条直接的途径。然而，这种对映选择性反应的例子很少。2019年，Engle 基团发展了一种不对称铜催化的炔烃氢硼化/氢胺化反应，合成了手性氨基硼酸酯(Nat. Catal. 2020, 3, 23)。2020年，Hirano和Miura报道了铜催化炔烃的硅氢化/氨基化反应，制备了手性α-氨基硅烷(Chem. Eur. J. 2020, 26, 8725)。作者设想炔烃的不对称一锅加氢硅烷化/加氢硼化可以合成手性偕二(硼硅基)烷烃。然而，在不分次序地加入试剂可能产生多种产物，如二硅烷 I-III; 二硼烷 IV-VI 和硼硅烷烷烃 VII-X。
近日，新加坡国立大学的葛少中教授报道了在一个钴催化剂作用下，通过炔烃对映选择性的反马氏硅氢化/硼氢化反应，获得了手性VII型(硼硅基)烷烃。该一锅法具有高的对映选择性(最高可达98% ee)，操作简单，只需添加一种试剂和钴催化剂。
首先，作者通过对各种手性双膦配体和反应参数的测试，发现在3 mol% Co(acac)2和(R，R)-Me-Ferrocelane (L1)存在下，炔烃1a与Ph2SiH2和HBpin在0 °C 条件下顺利反应，得到81% 产率的偕二(硼硅基)烷烃2a (92% ee)。其他手性配体L2-L5的反应产率很低，主要产物为(E)-乙烯基硅烷2a’。与四氢呋喃相比，对甲苯、环己烷、正己烷等溶剂导致反应产率明显降低。此外，减少HBpin的量导致产率降低。温度升高对映选择性有显著增加。其他氢硅烷，如PhSiH3和(EtO)3SiH没有生成所需的产物。通过单晶X射线分析证明2a的绝对构型为S。
随后作者进行了底物适用性的考察，在标准条件下，各种芳基取代炔烃(1b-1ac)与Ph2SiH2和HBpin平稳反应，生成了相应的对映体富集的偕二(硼硅基)烷烃(2b-2ac)。这种钴催化兼容多种官能团，如硫化物(2d)、三氟甲氧基(2i)、氟(2j)、氯(2k 和2af)、溴(2l)、硼酸酯(2m)、硅基(2n)、羟基(2o)和胺(2q)、硅氧基(2p)、缩醛(2s)和羧酸酯(2t 和2ah)等。含有未保护羟基(1o)和胺基(1q)的炔烃与相应的保护同系物(1p 和1r)相比，反应的对映选择性较低，这可能是因为游离羟基和胺基与钴催化剂的配位更强。含有天然产物的炔烃也经历了这种不对称转化，生成了具有高对映选择性(89-91% de)的偕二(硼硅基)烷烃2ah-2aj。
为了说明这种不对称合成方法的实用性，作者进行了克级反应得到手性烯烃(硼硅基)烷烃2a (3.22 g，78% 产率和91% ee)。化合物2a中的 C-B 键可被H2O2氧化，同时 Si-H 键被氧化为硅醇形成醇4。在没有转化C-B 键的情况下，2a中的Si-H 键可以发生几次转化。例如，铜催化氟化反应，卡宾插入Si-H键反应。在LiHMDS和甲醇存在下，氢硅烷2a可以高产率地转化为硅醚7。此外，在保持Si-H键完整的情况下，2a中的 C-B 键也可以有选择地转化。如噻吩化，增碳反应等。
为了深入了解该反应的高化学选择性的来源，作者进行了一些对照实验：炔烃1a经硅氢加成反应生成了(E)-烯基硅烷2a’并得到了优异的区域和立体选择性。然而，1a的硼氢化反应化学选择性较差，生成了(E)-烯基硼酸酯和偕二硼烷。在标准条件下测定了(E)-乙烯基硅烷2a’和(E)-乙烯基硼酸酯2a”与 Ph2SiH2和HBpin的反应。2a’与 Ph2SiH2的反应非常缓慢，2a’加氢生成烷基硅烷12，气相色谱产率为19% ，而2a’生成烷基硅烷2a，在1ー3个当量 HBpin 的存在下，产率为91% ee。相反，在标准条件下，(E)-硼酸乙烯酯2a的硅氢加成和硼氢化反应的转化率小于2% 。这些对照实验的结果表明，1a的硅氢化和(E)-乙烯基硅烷2a’的不对称硼氢化反应生成了偕二(硼硅基)烷烃2a。随后，作者监测了炔烃1a 与 Ph2SiH2和 HBpin 的一锅反应，本实验在手套箱中进行，然后将反应瓶转移到0 °C。混合物的气相色谱分析表明，在反应冷却到0 °C之前，炔烃1a被完全消耗，(E)-烯基硅烷2a’生成，(E)-烯基硼酸酯含量< 2% 。进一步的反应监测表明，(E)-乙烯基硅烷2a’被顺利转化为偕二硼硅烷烷2a，具有很高的对映选择性。
总结一下，作者通过一锅法钴催化的末端炔烃(E)选择性硅氢化反应和产生的(E)烯基硅烷中间体的不对称硼氢化反应，制备了手性烯基(硼硅基)烷烃。一系列末端炔烃适用于了这种具有高对映选择性的不对称反应。
DOI: 10.1002/anie.202107405
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