【原】【人物与科研】武汉大学陆庆全教授团队和戚孝天教授团队JACS：烷基卤代物的电化学硼化反应——快速、规模化制备烷基硼化合物

导语

烷基硼化合物是非常重要的合成前体，不仅可以很容易地转化为各类有价值的官能团，而且在材料科学、药物化学等领域有着广泛的应用。近年来，过渡金属催化和光诱导卤代烃硼化反应已成为合成烷基硼化合物的一种通用方法。然而，这些策略主要依赖于过渡金属催化剂、配体、化学计量的活化剂和/或较长的反应时间，因此，开发一种更简单、更温和、更有效的方法来合成烷基硼化合物是极其有价值的。近日，武汉大学陆庆全教授团队和戚孝天教授团队合作发展了未活化烷基卤代物的电化学硼化的方法（J. Am. Chem. Soc.，DOI: 10.1021/jacs.1c06473）。

陆庆全教授课题组简介

课题组成立以来一直基于电化学合成、光催化实现惰性化学键的可控重组，基于过渡金属催化、仿生催化实现手性分子合成以及探索人工智能在化学合成中的应用。实验室拥有一流的实验设备，极好的学术氛围。欢迎有科研理想的本科生、研究生和博士后的加入，共创未来。

陆庆全教授简介

陆庆全，武汉大学高等研究院教授，课题组长。2011年在中国科学技术大学获得硕士学位（导师：王官武教授），2014年在武汉大学获得博士学位（导师：雷爱文教授），2015-2019年，先后在德国明斯特大学（合作导师：Prof. Frank Glorius）和美国圣路易斯华盛顿大学（合作导师：Prof. Kevin D. Moeller）从事博士后研究工作。2019年5月加入武汉大学高等研究院。

戚孝天教授课题组简介

课题组成立于2021年初，主要研究方向集中在1）单电子化学反应机制研究和2）机理研究与机器学习导向的配体设计与优化。课题组拥有良好的科研环境，充足的计算资源，与国内外各课题组保持紧密的合作关系，聚焦前沿，探索创新，欢迎有科研抱负的本科生、研究生和博士后加入我们，广阔天地大有可为！

戚孝天教授简介

戚孝天，武汉大学化学与分子科学学院教授，课题组长。2013年和2017年在重庆大学先后获得学士和博士学位（导师：蓝宇教授），博士期间曾在武汉大学雷爱文教授团队交流学习。2017年至2020年在美国匹兹堡大学刘鹏教授课题组（Prof. Peng Liu@University of Pittsburgh）从事博士后研究工作，研究方向为金属有机化学反应机制探索。2021年初加入武汉大学化学与分子科学学院开展独立工作。

前沿科研成果

烷基卤代物的电化学硼化反应——快速、规模化制备烷基硼化合物

武汉大学陆庆全教授团队和戚孝天教授团队合作发展的未活化烷基卤代物的电化学硼化的方法具有如下特点：1）原料来源广泛，卤代物是最基本的合成原料之一，商业可得，且合成方法发展成熟；2）反应条件绿色实用，该方法使用电化学策略，两个底物在溶剂中电解即可得到产物（除了需要添加电解质导电），反应体系非常干净；3）快速制备，该反应可以在高电流条件下快速完成（4 min/mol）。

此外，该研究的创新点如下： 

1） 较高电势下未活化烷基卤代物的活化。未活化烷基卤代物具有较低的还原电势，特别是溴代物和氯代物，使用常规的方式很难还原这些化合物。作者巧妙的使用了利用电化学结合介质的策略，利用底物B₂cat₂作为介质在较高电势下还原烷基卤代物，使得反应具有非常好的底物兼容性（大于70个例子）。此外，介质的使用避免了卤代物的过渡还原，使卤代物底物能更好通过自由基形式参与反应。

（来源：J. Am. Chem. Soc.）

2） 新型的碳硼成键模式。烷基自由基与溶剂络合的二硼化合物（如B₂cat₂）的自由基取代是大家所熟知过程，本文提出了一种新型的成键模式，即烷基自由基与溶剂络合的二硼化合物自由基负离子的自由基自由基偶联途径。通过理论计算表明，该途径没有过渡态能垒，是该反应的主要途径。

（来源：J. Am. Chem. Soc.）