基于第一行过渡金属(如铁、钴、镍和铜)的催化剂在过去几十年的反应发现和开发中得到了广泛的研究，部分原因是它们的低价格、高丰度和低毒性。铬是6族第一排早期过渡金属，是地球上含量丰富的元素之一。虽然Cr(IV)化合物有毒性，但Cr(II)和Cr(III) 化合物，如CrCl₂和CrCl₃，毒性较低。铬化合物在Nozaki–Hiyama–Kishi反应中表现出独特的催化活性，各种交叉偶联反应，以及烯烃的聚合和低聚。然而，铬催化的不饱和烃的硼氢化反应仍然是未知的，该反应能够提供合成通用的有机硼化合物。

Skipped Dienes是许多生物活性天然产物和合成化合物中有价值的结构基序(方案1 A)。几种合成方法，如炔烃的氢烯丙基化、1，3-二烯的氢烯基化、乙烯基金属试剂与各种烯丙基亲电试剂的偶联，已经被开发用于制备Skipped Dienes。然而，从容易获得的原料中获得硼基官能化的Skipped Dienes的系统方法仍然缺乏。考虑到有机硼化合物在化学合成中的广泛应用，我们有兴趣开发合成硼基官能化的Skipped Dienes的选择性方法，因为它们可以通过选择性的碳-硼键转化进一步转化为其他不饱和烃。

联烯是含有两个累积碳碳双键的多烯，它们可以在过渡金属催化剂的存在下进行二聚或三聚。因此，我们设想联烯和HBpin之间的化学计量比为2:1的反应将提供硼基官能化的二烯，前提是可以确定催化剂来催化联烯的顺序二聚和硼氢化。已经用各种金属催化剂研究了联烯的催化硼氢化反应，以制备烯丙基或烯基硼酸盐。然而，这些催化剂中没有一种显示出在硼氢化反应中促进联烯的二聚化。Erker报道了一个硼烷介导的芳基丙二烯二聚化的例子(方案1 B)，该化学计量反应使用高反应性和亲电的氢溴酸根(C₆F₅)₂BH，并提供硼基官能化的(E，E)-1，5-二烯产物。

在我们最近对钴催化的联烯氢官能化的研究中，我们开始对探索用于联烯与频哪醇硼烷(HBpin)反应的其他贱金属催化剂感兴趣，目的是发现新的选择性。在此，新加坡国立大学葛少中课题组报道了第一次铬催化联烯与HBpin的二聚/硼氢化反应，以制备硼基官能化的跳过的(E，Z)二烯(方案1 C)。还表明，这些含硼的(E，Z)-1，4-二烯产物可以通过标准官能团相互转化转化为各种立体定义的烯基化合物。此外，包括氘标记和电子顺磁共振(EPR)光谱实验在内的初步机理研究表明，这种铬催化的二聚/硼氢化反应是通过铬(I)氢化物中间体发生的。Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60,2149 –2154。

我们通过确定联烯1a与HBpin硼氢化生成1，4-二烯产物2a的选择性催化剂和反应条件，开始了对联烯二聚/硼氢化的研究(表1)。在对各种第一行金属催化剂(表1中的条目12)和其他反应参数进行系统评估后，我们发现用由氯化铬和吡啶-2，6-二亚胺配体(L1)生成的催化剂进行的反应以78 %的分离产率提供了所需的产物2a(表1中的条目1)。在不存在氯化铬(表1中的条目2)、配体L1(表1中的条目3)或活化剂NaBHEt3(表1中的条目4)的情况下，反应没有发生。我们还测试了其他PDI配体L2-L7的这种转化，但是这些反应产生的2a要么产量降低(表1中的条目5和6)，要么只有微量(表1中的条目7和8)。由三氯化铬和L1生成的催化剂也对这种转化有活性(表1中的条目9)。我们还测试了该反应的其他激活试剂。例如，用乙基溴化镁进行的反应完成了1a的转化，但是与用磷酸二氢钠进行的反应相比，该反应的2a的产率略有下降(64%；表1中的条目10)。使用NaH、镁或锌作为活化剂的反应没有发生(表1中的条目11)。

在优化的反应条件下(表1中的条目1)，研究了联烯的范围(表2)。一般来说，各种烷基和芳基取代的联烯在3摩尔%的氯化铬/氯化钯和6摩尔%的硼氢化钠存在下与六溴环十二烷反应，得到相应的含硼的跳过的(E，Z)-二烯(2a-2z)，分离产率中等至高(52%-87%)。这种铬催化的转化显示出良好的官能团耐受性，各种反应基团，如醚(2g-2k)、氟(2d)、氯(2g和2z)、溴(2e、2h和2k)、缩醛(2j)、甲苯磺酸酯(2q)、甲硅烷基醚(2r和2s)、末端烯烃(2i和2t)和硫醚(2y)部分与反应条件相容。此外，含甲硅烷基取代和杂芳基的联烯也反应，分别以良好的分离产率得到相应的二烯2o和2v。然而，含有酮或醛基的联烯不经历这种铬催化转化。此外，我们还进行了与丙二烯1p (6.00毫摩尔)的克级反应，该反应以72 %的分离产率提供了二烯产物2p (1.03克)。

然后我们研究了铬催化的两种不同联烯的二聚/硼氢化反应。对使用两种等摩尔比的联烯的反应的初步尝试表明，没有形成具有明显选择性的交叉二聚/硼氢化产物。然而，将两种联烯的摩尔比增加到1∶2会导致选择性增加，从而允许有效纯化交叉二聚/硼氢化产物。方程式(1)给出了交叉二聚/硼氢化反应的选定实例，这些反应以良好的选择性提供了所需的二烯产物(交叉和同二聚/硼氢化反应的产物比例在6∶1至15∶1之间变化)，尽管分离产率适中。

为了证明这种铬催化的二聚/硼氢化前体的合成效用，我们用硼基官能化的二烯产物2b和2p进行了各种合成转化，这些反应总结在方案2中。化合物2p很容易被碳酸二钠氧化，得到分离产率为95 %的烯丙醇4(方案2 A)。化合物4与间CPBA的环氧化反应选择性地发生在三取代的烯烃单元上，以72 %的产率产生环氧化物5(方案2 B)。烯丙基硼酸酯2p可以与多聚甲醛进行羟甲基化反应，得到高烯丙基醇6，高烯丙基醇6可以通过钴催化的烯烃环丙烷化反应以高产率选择性地转化为化合物7(方案2 C，D)。化合物2p也经过氨基甲基化以86 %的产率产生高烯丙基胺8(方案2 E)。此外，我们还表明，二烯产物2b可以在(EtO)3ih存在下，用芳基碘化物进行NiH催化的远程加氢芳基化，以良好的分离产率得到烯丙基硼酸酯9和10(方案2 F)。

为了深入了解这一反应的活性铬物种的性质，我们对铬催化剂进行了电子顺磁共振(EPR)光谱研究(图1)。摩尔比为1:1的氯化铬2和甲磺酰二胺配体混合物未观察到电子顺磁共振信号。然而，当向氯化铬2和甲磺酰二胺的混合物中加入2当量的NaBHEt3to时，出现了g值为2.001的单重共振(图1 A)，这与观察到的CrIspecies值一致。[5f]然后，我们通过电子顺磁共振波谱监测了联烯1a与六溴环十二烷的反应，该反应由氯化铬/甲磺酰亚胺在硼氢化钠的存在下催化(表1中的条目1)，并观察到g值为1.998的单重共振(图1 B)。对于由CrCl3/ mesPDI催化的相应二聚/硼氢化反应，观察到类似的g值为1.999的单重共振(表1中的条目9)。

我们随后进行了一些对照实验，以获得更多关于活性铬中间体的信息。先前的研究表明，通过NaH，PDI连接的CrCl可以被还原成PDI连接的CrCl化合物。[5e]然而，在NaH存在下，由CrCl2/ mesPDI催化的联烯1a与HBpin的反应没有进行(表1中的条目11)，可能是因为NaH对催化剂前体的活化缓慢。然后，我们用预成型的(mesPDI)CrCl进行该反应，并且该反应仍然没有发生[等式。(2)].然而，(甲磺吡啶)氯化铬和1.2当量的萘并三唑的组合对于联烯1a的二聚/硼氢化反应是有活性的。(2)].然后，我们对(mesPDI)CrCl和NaBHEt3催化的反应进行了EPR光谱分析，观察到g值为1.998的单重共振(支持信息，图S5)，与图1B所示的共振相同。此外，我们还在标准条件下对丙二烯1p与DBpin的反应进行了氘标记实验[等式。(3)].该反应以74 %的产率得到化合物2p-d1，并且氘原子被选择性地结合到(Z)-烯基碳上。这些结果表明CrI-H可能是二聚/硼氢化反应的活性铬中间体。

我们还发现，铬催化的联烯二聚/硼氢化反应显示出深刻的溶剂效应(方案3 A)。例如，环己基取代的联烯1n和HBpin之间的反应进行到1n的完全转化，并且当这些反应在具有高配位能力的溶剂(例如THF、1，4-二氧六环和二甲氧基乙烷)中进行时，以高产率(74-95%，方案3 A)产生所需的含硼跳过的二烯2n。然而，在非配位溶剂如甲苯和己烷中进行的相应反应没有发生(方案3 A)。我们随后通过电子顺磁共振波谱监测了甲苯中3摩尔%的氯化铬/甲磺酰亚胺催化的联烯1n与HBpin的反应，电子顺磁共振波谱显示g值为2.004的非常弱的信号(方案3 B)。然而，相对于丙二烯1n，向反应混合物中加入0.5当量的THF促进了大量活性铬物种的形成(方案3 C)。因此，当加入50摩尔%的THF时，由甲苯中3摩尔%的氯化铬/甲磺酰二胺催化的丙二烯1n与HBpin的反应也进行到1n的完全转化，并以92 %的气相色谱产率提供所需的产物(方案3 D)。为了解释这些观察到的溶剂效应，我们认为配位溶剂可能有助于氯化铬的溶剂化，并作为配体来稳定空间和电子不饱和化合物。

铬催化的联烯二聚/硼氢化的动力学行为是通过在室温下在THF对环己基取代的联烯1n与由氯化铬2和甲磺酰二胺催化的HBpin的反应进行动力学研究来评估的(支持信息，图S8)。反应初始速率与催化剂浓度、丙二烯1n和六溴环十二烷的关系图见支持信息，图S9-S11。这些动力学研究的结果表明，铬催化的联烯二聚/硼氢化在铬催化剂中是一级，在联烯和HBpin中是零级。一个THF分子从铬中间体ⅰ中解离出来，形成一种空间和电子不饱和的Cr(I)氢化物(L)(THF)Cr-H(II)。然后联烯1与(1)(THF)铬-氢配位，随后迁移插入生成烯丙基溴中间体(IV)。联烯1与烯丙基溴物种(ⅳ)通过配位和插入形成碳的后续反应？两个联烯分子之间的碳键，生成一个新的烯丙基溴化物(VI)。这种铬中间体中顺式碳=碳键的分子内配位可能抑制它与联烯的进一步迁移插入反应。在最后一步中，中间体VI在THF与HBpin反应，得到产物2，并再生铬氢化物物种(L)(THF)2Cr-H。在铬中间体(III)和(V)中，联烯以取代基R远离催化剂的方式与铬催化剂配位，以最小化空间排斥，这解释了不连续的(E，Z)-二烯产物2中两个双键的立体化学。观察到的对铬催化剂浓度的一级速率依赖性和对丙二烯和六溴环十二烷浓度的零级速率依赖性表明，THF从(L)(THF)2Cr-H (I)离解成(L)(THF)Cr-H (II)是该二聚/硼氢化过程的周转限制步骤。

总之，我们开发了一种有效的方案，通过联烯的选择性铬催化二聚/硼氢化反应制备硼基官能化的不连续的(E，Z)-1，4-二烯。各种末端联烯与HBpin反应，以高产率产生相应的含硼skipped dienes，具有优异的区域、化学和立体选择性。该反应提供了一系列立体确定的链烯基和跳过的二烯基化合物的通用途径。初步的机理研究表明，这种铬催化的二聚/硼氢化反应是通过Cr(I)-H中间体发生的。确定这种转变的详细机理和开发铬催化的其他类型不饱和烃的氢官能化的研究将是未来工作的主题。

Chromium-Catalyzed Selective Dimerization/Hydroborationof Allenes to Access Boryl-Functionalized Skipped (E,Z)-Dienes

Yinsong Zhao and Shaozhong Ge*