硼介导模块化组装四取代烯烃的立体控制合成新策略

本研究针对四取代烯烃立体选择性合成难题，开发了基于9-BBN炔基硼酸酯复合物的1,2-迁移/亲电捕获新策略。通过硼介导的模块化组装实现了双键几何构型的精确控制，并创新性地揭示了Zweifel烯化反应中非经典硼鎓离子参与的立体保留机制。该工作发表于《Nature》，为药物分子和天然产物的高效合成提供了通用平台。

在有机化学领域，四取代烯烃作为天然产物、药物和功能材料的关键结构单元，其立体控制合成长期面临严峻挑战。传统烯化方法因空间位阻效应难以构建此类结构，而过渡金属催化策略又受限于前体制备困难。英国布里斯托大学Varinder K. Aggarwal团队在《Nature》发表突破性研究，通过创新性地开发硼介导模块化组装策略，实现了四取代烯烃的高效立体控制合成。

研究团队运用三大核心技术：1）9-BBN炔基硼酸酯复合物的原位构建与亲电活化；2）三甲基胺N-氧化物(TMANO)温和氧化稳定化中间体；3）立体发散性Zweifel烯化反应条件调控。通过计算化学阐明了非经典硼鎓离子参与的立体保留新机制。

【反应设计与优化】
以3-苯基丙基-9-BBN与1-戊炔锂生成的复合物为模型，发现提高浓度至0.1M可使乙基碘化物加成产率提升至77%。关键发现是亲电试剂与迁移基团对炔烃的syn式选择性加成，这为后续立体控制奠定基础。

【底物普适性】
研究系统考察了烷基卤化物/磺酸酯（5b-p）、碳正离子（5q-s）、硫鎓盐（5t-u）等六大类50余种亲电试剂的适用性。特别值得注意的是，Selectfluor诱导的迁移反应成功构建了全取代氟代烯烃5v，为生物电子等排体合成提供新途径。

【合成转化应用】
通过交叉偶联（图3a）、Zweifel烯化（图3b）等转化，实现了：
1）钯催化sp²-sp²偶联构建芳基三烷基乙烯7（81%收率）
2）碱调控立体发散合成：无碱条件获得E-构型8（>20:1），LiOMe存在时得到Z-构型9（1:6 E/Z）
3）创新性应用硒试剂实现Z-选择性烯化（18:1 Z/E）

【机理研究】
计算化学揭示：在甲醇溶剂中，β-碘代硼烷通过3c-2e非经典硼鎓离子中间体（TS-I-Anti能垒8.4 kcal/mol）实现构型保留，颠覆了传统syn消除认知。自然键轨道分析显示σ(C-B)→σ*(C-I)轨道相互作用（43.7 kcal/mol）是驱动力。

该研究不仅解决了四取代烯烃立体控制合成的世纪难题，更开创了硼化学新反应模式。其开发的模块化组装策略已成功应用于抗癌药他莫昔芬（71%收率，图4a）和天然产物γ-红没药烯（图4c）的高效合成，为复杂分子构建提供了原子经济性新范式。工作发表的立体控制策略被评价为"将重新定义有机合成手册中的烯烃制备方法"。