CN105899521A - 制备硼基化芳烃的方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了用于对芳烃(包括被吸电子基团取代的芳烃(例如，1‑氯‑3‑氟‑2‑取代的苯))进行选择性硼基化的方法。在一些实施方案中，所述方法可用于有效且区域选择地制备硼基化芳烃而无需昂贵的低温反应条件。
Description
技术领域
本申请总体上涉及形成硼基化的芳烃的方法，以及它们的使用方法。
背景技术
芳基硼酸和芳基硼酸酯是有机化学中的通用试剂。具体地，芳基硼酸和芳基硼酸酯可参与各种交叉偶联反应，例如Suzuki型交叉偶联反应，其可导致碳-碳键的形成，该反应大体上如下所示。
因此，芳基硼酸酯和芳基硼酸通常是合成高度官能化的有机化合物(包括药物和农药)的关键中间体。用于制备芳基硼酸和芳基硼酸酯的改进方法，包括制备取代的芳基硼酸和取代的芳基硼酸酯的区域选择性方法，可改善重要类型的有机化合物(包括药物和农药)的合成。
发明内容
金属催化的C-H活化-硼基化可用于以单个步骤从它们的芳族前体制备芳基硼酸和芳基硼酸酯。金属催化的C-H活化-硼基化相对于其他硼基化方法而言提供了许多优势。例如，金属催化的C-H活化-硼基化不需要低温反应温度，而当使用传统的锂-氢交换反应来活化硼基化的C-H位点时通常需要这样的低温反应温度。
在被吸电子基团取代和在该吸电子基团的邻位未取代且在该吸电子基团的间位未取代的芳烃的情况下，该芳基的铱催化的C-H活化-硼基化通常受空间效应的影响。例如，在1-氯-3-氟-2-取代的苯的情况下，铱-催化的C-H活化-硼基化预期有利于在该苯环的有空间优势的5位(所述吸电子的氟取代基的间位，称为“空间产物”)硼基化，而不是在该苯环的有电性优势的4位(该吸电子的氟取代基的邻位，称为“电性产物”)硼基化。
已经出人意料的发现，一些铱催化剂系统可有效地催化被吸电子基团取代的芳烃(包括1-氯-3-氟-2-取代的苯)在所述氟取代基的邻位上的硼基化(即，它们可有效地催化所述电性产物的形成)。
因此，本申请提供了制备硼基化芳烃的方法。在一些实施方案中，所述硼基化芳烃可包括被选自-F和-CF3的吸电子基团取代和在该吸电子基团的邻位具有硼酸或硼酸衍生物的苯环。形成硼基化的芳烃的方法可包括将合适的底物与铱前体络合物、选自单齿配体和二齿配体的配体和硼基化试剂在有效形成第一硼基化芳烃和任选地第二硼基化芳烃的条件下接触。如使用气相色谱(例如，配备火焰离子化检测器的气相色谱；GC-FID)所确定的，所述第一硼基化芳烃与所述第二硼基化芳烃的摩尔比可为至少1:1。
用于制备硼基化芳烃的底物可包括苯环，其被选自-F和-CF3的吸电子基团取代，且其在该吸电子基团的邻位是未取代的且在该吸电子基团的间位是未取代的。所述第一硼基化芳烃可包括被选自-F和-CF3的吸电子基团取代和在该吸电子基团的邻位具有硼酸或硼酸衍生物的苯环。所述第二硼基化芳烃可包含被选自-F和-CF3的吸电子基团取代和在该吸电子基团的间位具有硼酸或硼酸衍生物的苯环。
例如，在一些实施方案中，所述底物可包括式I所定义的化合物
其中
X是F或CF3；
R1是氢、卤素、-OR4、-NR5R6、-C(＝O)R7、氰基、C1-C6烷基或C1-C6卤代烷基；
R2是氢、卤素、-OR4、-NR5R6、-C(＝O)R7、氰基、C1-C6烷基或C1-C6卤代烷基；
R3是氢、卤素、-OR4、-NR5R6、-C(＝O)R7、氰基、C1-C6烷基或C1-C6卤代烷基；
R4、R5和R6每次出现时各自独立地为氢或C1-C6烷基；和
R7每次出现时独立地为氢、-OR4、-NR5R6或C1-C6烷基。
在这些实施方案中，所述第一硼基化芳烃可包括式II所定义的化合物
其中X、R1、R2和R3如上所述，且Y为硼酸或硼酸衍生物；和所述第二硼基化芳烃可包括式III所定义的化合物
其中X、R1、R2和R3如上所述，且Y为硼酸或硼酸衍生物。
在一些实施方案中，所述底物可包括1-氯-3-氟-2-甲氧基苯，其结构如下所示。
在这些实施方案中，由1-氯-3-氟-2-甲氧基苯形成的所述第一硼基化芳烃可包括(4-氯-2-氟-3-甲氧基苯基)硼酸或(4-氯-2-氟-3-甲氧基苯基)硼酸衍生物(例如，(4-氯-2-氟-3-甲氧基苯基)硼酸酯，例如2-(4-氯-2-氟-3-甲氧基苯基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷)。
在一些实施方案中，所述配体可为单齿配体(例如，吡啶配体)。在一些实施方案中，所述吡啶配体可为下式所定义的化合物
其中A每次出现时独立地为氢、卤素、-OR13、-NR14R15、-C(＝O)R16、-OC(＝O)R16、氰基、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基和C1-C6氨基烷基，其中R13、R14和R15每次出现时各自独立地为氢、C1-C6烷基或芳基，和R16每次出现时独立地为氢、-OR13、-NR14R15、C1-C6烷基或芳基，前提是一个或多个A不为氢。
在一些实施方案中，所述吡啶配体可为下式所定义的化合物
其中A每次出现时独立地为氢、卤素、-OR13、-NR14R15、-C(＝O)R16、-OC(＝O)R16、氰基、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基和C1-C6氨基烷基，其中R13、R14和R15每次出现时各自独立地为氢、C1-C6烷基或芳基，且R16每次出现时独立地为氢、-OR13、-NR14R15、C1-C6烷基或芳基，前提是一个或多个A不为氢。
在一些实施方案中，所述配体可为二齿配体。所述二齿配体可为缺电子二齿配体。例如，在一些实施方案中，所述二齿配体可包括被一个或多个吸电子取代基取代的2,2’-联吡啶(例如，被一个或多个三氟甲基取代的2,2’-联吡啶)。在一些实施方案中，所述二齿配体可包括式IVa、式IVb或式IVc所定义的化合物
其中n为0、1、2或3且R10每次出现时独立地为氢、卤素、氰基、硝基、C1-C6烷基或C1-C6全氟烷基，前提是当所述二齿配体包括式IVa或式IVb所定义的化合物时，一个或多个R10不为氢。
本发明还提供了由底物形成硼基化的芳烃的方法，所述底物包括被选自吸电子基团和定向金属化基团(directed metalating group)的部分取代且在该部分的邻位为未取代的芳环。所述方法可包括将所述底物与铱前体络合物、单齿配体和硼基化试剂在有效形成第一硼基化芳烃(即，被选自吸电子基团和定向金属化基团的部分取代和在该部分的邻位具有硼酸或硼酸衍生物的芳环)的条件下接触。
在一些实施方案中，所述芳环在所述部分的邻位可为未取代的且在所述部分的间位可为未取代的。在这些实施方案中，所述方法可包括将所述底物与铱前体络合物、单齿配体和硼基化试剂在有效形成所述第一硼基化芳烃和第二硼基化芳烃的条件下接触，其中所述第二硼基化芳烃包括被选自吸电子基团和定向金属化基团的基团取代和在该基团的间位具有硼酸或硼酸衍生物的芳环。在一些实施方案中，如GC-FID所测定，所述第一硼基化芳烃与第二硼基化芳烃的摩尔比为至少1:1。
所述底物可为取代的芳基化合物、取代的六元杂芳族化合物、取代的五元杂芳族化合物或它们的组合。在一些情况下，所述部分为可选自-F和-CF3的吸电子基团。在一些情况下，所述部分可为定向金属化基团。在一些实施方案中，所述定向金属化基团可选自-OR13、-NR14R15、-C(＝O)R16、-OC(＝O)R16、氰基、-SO2R16、-SOR16或C1-C6氨基烷基，其中R13、R14和R15每次出现时各自独立地为氢、C1-C6烷基或芳基，且R16每次出现时独立地为氢、-OR13、-NR14R15、C1-C6烷基或芳基。
在一些实施方案中，所述单齿配体可为单齿吡啶配体。在一些实施方案中，所述吡啶配体可为下式所定义的化合物
其中A每次出现时独立地为氢、卤素、-OR13、-NR14R15、-C(＝O)R16、-OC(＝O)R16、氰基、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基和C1-C6氨基烷基，其中R13、R14和R15每次出现时各自独立地为氢、C1-C6烷基或芳基，且R16每次出现时独立地为氢、-OR13、-NR14R15、C1-C6烷基或芳基，前提是一个或多个A不为氢。
在一些实施方案中，所述吡啶配体可为下式所定义的化合物
其中A每次出现时独立地为氢、卤素、-OR13、-NR14R15、-C(＝O)R16、-OC(＝O)R16、氰基、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基和C1-C6氨基烷基，其中R13、R14和R15每次出现时各自独立地为氢、C1-C6烷基或芳基，且R16每次出现时独立地为氢、-OR13、-NR14R15、C1-C6烷基或芳基，前提是一个或多个A不为氢。
本文还提供了由底物形成硼基化的芳烃的方法，所述底物包括取代的芳烃环，其具有1-4个取代基(例如，1-3个取代基)，其中所述芳烃环在对CH-活化有电性优势的第一位置是未取代的且在对CH-活化有空间优势的第二位置是未取代的。在这些实施方案中，方法可包括将所述底物与铱前体络合物、选自单齿配体和二齿配体的配体和硼基化试剂在有效形成第一硼基化芳烃和任选地第二硼基化芳烃的条件下接触。所述第一硼基化芳烃可包括取代的芳烃环，所述芳烃环具有1-4个取代基(例如，1-3个取代基)和在第一位置的硼酸或硼酸衍生物。当所述第二硼基化芳烃形成时，其可包括取代的芳烃环，所述芳烃环具有1-4个取代基(例如，1-3个取代基)和在第二位置的硼酸或硼酸衍生物。所述第一硼基化芳烃与第二硼基化芳烃的摩尔比可为至少1:1，如GC-FID所确定。
在一些情况下，所述芳烃环可包括苯环。例如，在一些实施方案中，所述底物可包括式I所定义的化合物
其中
X是F或CF3；
R1是氢、卤素、-OR4、-NR5R6、-C(＝O)R7、氰基、C1-C6烷基或C1-C6卤代烷基；
R2是氢、卤素、-OR4、-NR5R6、-C(＝O)R7、氰基、C1-C6烷基或C1-C6卤代烷基；
R3是氢、卤素、-OR4、-NR5R6、-C(＝O)R7、氰基、C1-C6烷基或C1-C6卤代烷基；
R4、R5和R6每次出现时各自独立地为氢或C1-C6烷基；和
R7每次出现时独立地为氢、-OR4、-NR5R6或C1-C6烷基。
在这些实施方案中，所述第一硼基化芳烃可包括式II所定义的化合物
其中X、R1、R2和R3如上所述，且Y为硼酸或硼酸衍生物；和所述第二硼基化芳烃可包括式III所定义的化合物
其中X、R1、R2和R3如上所述，且Y为硼酸或硼酸衍生物。
在一些实施方案中，所述底物可包括1-氯-3-氟-2-甲氧基苯，其结构如下所示。
在这些实施方案的一些中，由1-氯-3-氟-2-甲氧基苯形成的所述第一硼基化芳烃可包括(4-氯-2-氟-3-甲氧基苯基)硼酸或(4-氯-2-氟-3-甲氧基苯基)硼酸衍生物(例如，(4-氯-2-氟-3-甲氧基苯基)硼酸酯，例如2-(4-氯-2-氟-3-甲氧基苯基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷)。
在一些情况下，所述芳烃环可包括吡啶环。在一些情况下，所述吡啶环可包括2-取代的吡啶环。在一些情况下，所述吡啶环可包括2,4-二取代的吡啶环、2,6-二取代的吡啶环或2,4,6-三取代的吡啶环。存在于所述芳烃环上的1-3个取代基可独立地选自卤素、-OR13、-NR14R15、-C(＝O)R16、-OC(＝O)R16、氰基、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基和C1-C6氨基烷基，其中R13、R14和R15每次出现时各自独立地为氢、C1-C6烷基或芳基，且R16每次出现时独立地为氢、-OR13、-NR14R15、C1-C6烷基或芳基。在一些情况下，所述芳烃环包含选自-F和-CF3的吸电子基团。
在一些实施方案中，所述配体可为单齿配体(例如，吡啶配体)。在一些实施方案中，所述吡啶配体可为下式所定义的化合物
其中A每次出现时独立地为氢、卤素、-OR13、-NR14R15、-C(＝O)R16、-OC(＝O)R16、氰基、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基和C1-C6氨基烷基，其中R13、R14和R15每次出现时各自独立地为氢、C1-C6烷基或芳基，且R16每次出现时独立地为氢、-OR13、-NR14R15、C1-C6烷基或芳基，前提是一个或多个A不为氢。
在一些实施方案中，所述吡啶配体可为下式所定义的化合物
其中A每次出现时独立地为氢、卤素、-OR13、-NR14R15、-C(＝O)R16、-OC(＝O)R16、氰基、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基和C1-C6氨基烷基，其中R13、R14和R15每次出现时各自独立地为氢、C1-C6烷基或芳基，且R16每次出现时独立地为氢、-OR13、-NR14R15、C1-C6烷基或芳基，前提是一个或多个A不为氢。
在一些实施方案中，所述配体可为二齿配体。所述二齿配体可为缺电子二齿配体。例如，在一些实施方案中，所述二齿配体可包括被一个或多个吸电子取代基取代的2,2’-联吡啶(例如，被一个或多个三氟甲基取代的2,2’-联吡啶)。在一些实施方案中，所述二齿配体可包括式IVa、式IVb或式IVc所定义的化合物
其中n为0、1、2或3且R10每次出现时独立地为氢、卤素、氰基、硝基、C1-C6烷基或C1-C6全氟烷基，前提是当所述二齿配体包括式IVa或式IVb所定义的化合物时，一个或多个R10不为氢。
本发明还提供了区域选择性地硼基化底物的方法，包括排他性形成电性硼基化产物的方法。在一些实施方案中，区域选择性的硼基化方法可包括串联的硼基化/脱卤化。例如，区域选择性地硼基化芳烃的方法可包括将合适的底物与铱前体络合物、选自单齿配体和二齿配体的配体和硼基化试剂在有效形成第一硼基化芳烃和任选地第二硼基化芳烃的条件下接触，其中使用GC-FID所确定的所述第一硼基化芳烃与所述第二硼基化芳烃的摩尔比为至少25:1。所述底物可包含，例如，被选自-F和-CF3的吸电子基团取代的苯环，其在该吸电子基团的邻位是未取代的，且其进一步包含牺牲部分(sacrificialmoiety)(例如，卤素，例如Cl或Br)，该牺牲部分被安置的位置是使得其空间上阻碍所述铱催化剂进攻其他有空间优势的位置即所述吸电子基团的间位(例如，所述吸电子基团对位的Cl或Br取代基)。因此，所述芳烃的铱-催化的C-H活化-硼基化仅产生邻位硼基化的电性产物(即，所述第一硼基化芳烃)。
本申请的方法可进一步包括使所述第一硼基化芳烃还原性地脱卤化以获得脱卤化的硼基化芳烃。可使用任意适当的合成方法使所述第一硼基化芳烃还原性脱卤化。例如，用于还原性地脱卤化所述第一硼基化芳烃的方法可包括将所述第一硼基化芳烃与聚甲基氢硅氧烷(PMHS)、碱(例如，氟化钾(KF)或四烷基铵盐，例如四正丁基氟化铵(TBAF))和金属催化剂(例如，醋酸钯(II))在有效地使所述第一硼基化芳烃还原性脱卤化的条件下接触。所述金属催化剂可包括各种金属催化剂，其可接受来自PMHS的负氢离子(hydride)，随后参与所述第一硼基化芳烃的还原脱卤化。合适的金属催化剂可在考虑各种因素后进行选择，包括所述第一硼基化芳烃的特性(例如，被加氢脱卤化(hydrodehalogenated)的卤素的特性)。例如，所述金属催化剂可包括钯(Pd)、锡(Sn)、钛(Ti)、锌(Zn)或铜(Cu)。在一些实施方案中，所述金属催化剂可包括钯(II)催化剂，例如醋酸钯(II)(Pd(OAc)2)或钯(0)催化剂，例如四(三苯基膦)钯(0)(Pd(Ph3P)4)。
在一些实施方案中，用于使所述第一硼基化芳烃还原性地脱卤化的方法可包括将所述第一硼基化芳烃与甲酸盐和过渡金属催化剂在有效地还原性脱卤化所述第一硼基化芳烃的条件下接触。所述甲酸盐可为任意合适的甲酸盐，例如甲酸铵。所述过渡金属催化剂可包括钯(0)催化剂，例如钯/炭。在一些实施方案中，上述硼基化和脱卤化可使用一锅合成法进行。
使用本文所述的方法制备的硼基化芳烃可用于另外的化学反应，包括交叉偶联反应，例如Suzuki型交叉偶联反应。在一些实施方案中，本文所述方法还可包括将所述第一硼基化芳烃或脱卤化的硼基化芳烃与选自芳基卤化物、芳基类卤化物(aryl pseudohalide)、乙烯基卤化物和乙烯基类卤化物(vinylpseudohalide)的反应物和过渡金属催化剂接触，以将所述反应物与所述第一硼基化芳烃或所述脱卤化的硼基化芳烃交叉偶联。
本发明还提供了催化性铱络合物，其可催化被吸电子基团取代的芳烃(包括1-氯-3-氟-2-取代的苯)在所述氟取代基邻位的硼基化。催化性铱络合物可通过将所述铱前体络合物、所述单齿或二齿配体与所述硼基化试剂组合而形成。
发明详述
定义
除非另外提及，否则本文所述术语具有它们惯用的含义。在本文所述各式的变量的定义中所提及的有机部分，例如术语卤素，是单个组员的单独列举项的集合术语。前缀Cn-Cm是指，在各个情况下基团中可能的碳原子个数。
本文所用术语“烷基”是指饱和的直链、支链、环状的伯烃、仲烃或叔烃，其包括具有1-6个碳原子的那些。在一些实施方案中，烷基包括C1、C1-C2、C1-C3、C1-C4、C1-C5或C1-C6烷基。C1-C6烷基的实例包括，但不限于，甲基、乙基、丙基、1-甲基乙基、丁基、1-甲基丙基、2-甲基丙基、1,1-二甲基乙基、戊基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、2,2-二甲基丙基、1-乙基丙基、己基、1,1-二甲基丙基、1,2-二甲基丙基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、4-甲基戊基、1,1-二甲基丁基、1,2-二甲基丁基、1,3-二甲基丁基、2,2-二甲基丁基、2,3-二甲基丁基、3,3-二甲基丁基、1-乙基丁基、2-乙基丁基、1,1,2-三甲基丙基、1,2,2-三甲基丙基、1-乙基-1-甲基丙基、1-乙基-2-甲基丙基，及它们的异构体。C1-C4-烷基可包括，例如，甲基、乙基、丙基、1-甲基乙基、丁基、1-甲基丙基、2-甲基丙基和1,1-二甲基乙基。
环状烷基或“环烷基”基团，其涵盖在烷基中，包括具有3-6个碳原子的具有单环或稠环的那些。在一些实施方案中，环烷基包括C4-C6或C3-C4环状烷基。环烷基的非限制性实例包括环丙基、环丁基、环戊基和环己基。
烷基可为未取代的或被一个或多个部分取代，所述一个或多个部分为例如烷基、卤素、卤代烷基、羟基、羧基、酰基、酰氧基、氨基、烷基-或二烷基氨基、酰氨基、硝基、氰基、叠氮基、巯基或任意其他不会妨碍本文所述合成方法的可行的官能团，其可为未保护的或者按需要被保护，这是本领域已知的，例如，在Greene，等人，Protective Groups in Organic Synthesis，John Wiley和Sons，第四版，2007中教导，将该文献引入本文作为参考。
本文所述术语“卤代烷基”是指如上文所定义的烷基，其被一个或多个卤素原子取代。例如C1-C4-卤代烷基包括，但不限于，氯甲基、溴甲基、二氯甲基、三氯甲基、氟甲基、二氟甲基、三氟甲基、氯氟甲基、二氯氟甲基、氯二氟甲基、1-氯乙基、1-溴乙基、1-氟乙基、2-氟乙基、2,2-二氟乙基、2,2,2-三氟乙基、2-氯-2-氟乙基、2-氯-2,2-二氟乙基、2,2-二氯-2-氟乙基、2,2,2-三氯乙基、五氟乙基等。
也被定义为-OR，其中R为烷基的术语“烷氧基”是指-O-烷基，其中烷基如上文所定义。类似地，术语卤代烷氧基可用于表示-O-卤代烷基，其中卤代烷基如上文所定义。在一些实施方案中，烷氧基可包含1-6个碳原子。C1-C6-烷氧基的实例包括，但不限于，甲氧基、乙氧基、C2H5-CH2O-、(CH3)2CHO-、正丁氧基、C2H5-CH(CH3)O-、(CH3)2CH-CH2O-、(CH3)3CO-、正戊氧基、1-甲基丁氧基、2-甲基丁氧基、3-甲基丁氧基、1,1-二甲基丙氧基、1,2-二甲基丙氧基、2,2-二甲基-丙氧基、1-乙基丙氧基、正己氧基、1-甲基戊氧基、2-甲基戊氧基、3-甲基戊氧基、4-甲基戊氧基、1,1-二甲基丁氧基、1,2-二甲基丁氧基、1,3-二甲基丁氧基、2,2-二甲基丁氧基、2,3-二甲基丁氧基、3,3-二甲基丁氧基、1-乙基丁氧基、2-乙基丁氧基、1,1,2-三甲基丙氧基、1,2,2-三甲基丙氧基、1-乙基-1-甲基丙氧基和1-乙基-2-甲基丙氧基。
术语“烷基氨基”和“二烷基氨基”是指烷基-NH-和(烷基)2N-，其中烷基如上文所定义。类似地，术语卤代烷基氨基和卤代二烷基氨基是指卤代烷基-NH-和(卤代烷基)2-NH-，其中卤代烷基如上文所定义。术语“氨基烷基”是指如上文所定义的烷基，其被氨基取代。
术语“烷基羰基”、“烷氧基羰基”、“烷基氨基羰基”和“二烷基氨基羰基”是指-C(＝O)-烷基、-C(O)-烷氧基、-C(O)-烷基氨基和-C(O)-二烷基氨基，其中烷基、烷氧基、烷基氨基和二烷基氨基如上文所定义。
本文所用术语“硼酸”是指-B(OH)2基团。术语硼酸衍生物是指含硼部分，其与硼酸的区别在于存在一或多个原子、官能团或结构，且据推测(至少在理论上)，其能从硼酸通过一些化学或物理方法形成。硼酸衍生物的实例包括硼酸酯，也称为硼酸的酯或硼酯；氨基硼烷，包括环状氨基硼烷，例如1,3,2-二氮杂硼杂环戊烷基(1,3,2-diazaborolidyl)；和硼酸酐。术语硼酸酯是指酯化的硼酸基团，例如-B(OR)2，其中R是上文所定义的烷基，和用-B(OR)2表示的环状硼酸部分，其中将所述两个R取代基连接在一起以形成C2-C6环状部分，其任选地包含一个或多个额外的杂原子(例如，N、O、S或它们的组合)和任选地被一个或多个取代基进一步取代和/或与一个或多个其他碳环基或杂碳环基稠合(共享至少一个键)。环状硼酸酯的实例包括，但不限于，蒎烷二醇硼酸酯、频哪醇硼酸酯、1,2-乙二醇硼酸酯、1,3-丙二醇硼酸酯、1,2-丙二醇硼酸酯、2,3-丁二醇硼酸酯、1,1,2,2-四甲基乙二醇硼酸酯、1,2-二异丙基乙二醇硼酸酯、5,6-癸二醇硼酸酯、1,2-二环己基乙二醇硼酸酯、二环己基-1,1′-二醇硼酸酯、二乙醇胺硼酸酯和1,2-二苯基-1,2-乙二醇硼酸酯。
术语“卤素”是指原子氟、氯、溴和碘。所述前缀卤代-(例如，术语卤代烷基中所述)是指所有程度的卤素取代，从单取代到全卤取代(例如，以甲基为例：氯甲基(-CH2Cl)、二氯甲基(-CHCl2)、三氯甲基(-CCl3))。
本文所用术语“芳烃”通常是指芳环或稠合在一起的多个芳环。芳烃的实例包括，例如，苯、萘、蒽等。术语芳烃还包括杂芳烃(即，芳族化合物，其中在芳环中的一个或多个碳原子被杂原子(例如O，N或S)替代)。杂芳烃的实例包括，例如，吡啶、呋喃、吲哚、苯并咪唑、噻吩、苯并噻唑等。
方法
本发明提供了制备硼基化芳烃的方法。所述硼基化芳烃可包括被选自-F和-CF3的吸电子基团取代和在该吸电子基团的邻位具有硼酸或硼酸衍生物的苯环。形成硼基化的芳烃的方法可包括将合适的底物与铱前体络合物、选自单齿配体和二齿配体的配体和硼基化试剂在有效形成第一硼基化芳烃和任选地第二硼基化芳烃的条件下接触。如使用气相色谱所确定的(例如，配有火焰离子化检测器的气相色谱；GC-FID)，所述第一硼基化芳烃与所述第二硼基化芳烃的摩尔比可为至少1:1。
用于制备硼基化芳烃的底物可包括苯环，其被选自-F和-CF3的吸电子基团取代且其在该吸电子基团的邻位为未取代的且在该吸电子基团的间位为未取代的。所述苯环可进一步具有一个或多个额外的取代基，例如卤素(例如，F、Cl、Br、I)、羟基、烷氧基、氨基(例如，伯胺、烷基胺或二烷基胺)、羧酸、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基氨基羰基、二烷基氨基羰基、氰基、烷基(例如，C1-C6烷基或C1-C4烷基)、卤代烷基(例如，C1-C6卤代烷基或C1-C4卤代烷基)或它们的组合。在一些实施方案中，所述底物不包含与铱金属中心配位的取代基，例如氢化甲硅烷基团、-CO2Me基团、-CO2tBu基团、-CONMe2基团、-SO3Me基团或-CH(O(CH2)3O)基团。
所述第一硼基化芳烃可包括被选自-F和-CF3的吸电子基团取代和在该吸电子基团的邻位具有硼酸或硼酸衍生物的苯环。所述第二硼基化芳烃可包括被选自-F和-CF3的吸电子基团取代和在该吸电子基团的间位具有硼酸或硼酸衍生物的苯环。所述第一硼基化芳烃和所述第二硼基化芳烃的苯环可进一步包含一个或多个额外的取代基存在于形成它们的所述底物上，所述额外的取代基为例如卤素(例如，F、Cl、Br、I)、羟基、烷氧基、氨基(例如，伯胺、烷基胺或二烷基胺)、羧酸、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基氨基羰基、二烷基氨基羰基、氰基、烷基(例如，C1-C6烷基或C1-C4烷基)、卤代烷基(例如，C1-C6卤代烷基或C1-C4卤代烷基)或它们的组合。
例如，在一些实施方案中，所述底物可包括式I所定义的化合物
其中
X是F或CF3；
R1是氢、卤素、-OR4、-NR5R6、-C(＝O)R7、氰基、C1-C6烷基或C1-C6卤代烷基；
R2是氢、卤素、-OR4、-NR5R6、-C(＝O)R7、氰基、C1-C6烷基或C1-C6卤代烷基；
R3是氢、卤素、-OR4、-NR5R6、-C(＝O)R7、氰基、C1-C6烷基或C1-C6卤代烷基；
R4、R5和R6每次出现时各自独立地为氢或C1-C6烷基；和
R7每次出现时独立地为氢、-OR4、-NR5R6或C1-C6烷基。
在这些实施方案中，所述第一硼基化芳烃可包括式II所定义的化合物
其中X、R1、R2和R3如上所述，且Y为硼酸或硼酸衍生物；和所述第二硼基化芳烃可包括式III所定义的化合物
其中X、R1、R2和R3如上所述，且Y为硼酸或硼酸衍生物。
Y可为硼酸部分(-B(OH)2)。Y还可为硼酸衍生物，例如硼酸酯、氨基硼烷或硼酸酐。在一些实施方案中，Y可为式-B(OR12)2所定义的硼酸酯，其中各R12独立地为烷基(例如，C1-C6烷基)，如上所定义。
在其他实施方案中，Y可为用式-B(OR12)2定义的环状硼酸酯，其中所述两个R12基团与它们所连接的原子一起形成C2-C6环状基团。所述C2-C6环状基团可任选被取代(例如，被一个或多个C1-C6烷基取代)。所述C2-C6环状基团可任选地与一个或多个碳环基或杂碳环基稠合(共享至少一个键)。例如，Y可为蒎烷二醇硼酸酯、频哪醇硼酸酯、1,2-乙二醇硼酸酯、1,3-丙二醇硼酸酯、1,2-丙二醇硼酸酯、2,3-丁二醇硼酸酯、1,1,2,2-四甲基乙二醇硼酸酯、1,2-二异丙基乙二醇硼酸酯、5,6-癸二醇硼酸酯、1,2-二环己基乙二醇硼酸酯、二环己基-1,1′-二醇硼酸酯、二乙醇胺硼酸酯或1,2-二苯基-1,2-乙二醇硼酸酯。在一些实施方案中，Y选自以下部分中的一个。
在一些实施方案中，所述底物可包括式I所定义的化合物，其中R2是卤素。在一些情况下，R2可为氯基团。在一些实施方案中，所述底物可包括式I化合物，其R1位被取代(例如，R1可为卤素、-OR4、-NR5R6、-C(＝O)R7、氰基、C1-C6烷基或C1-C6卤代烷基)。在一些实施方案中，所述底物可包括1-氯-3-氟-2-取代的苯、1-氯-3-三氟甲基-2-取代的苯、1-溴-3-氟-2-取代的苯或1-溴-3-三氟甲基-2-取代的苯，其中所述苯环的2位被卤素、-OR4、-NR5R6、-C(＝O)R7、氰基、C1-C6烷基或C1-C6卤代烷基取代。
在一些实施方案中，所述底物可包括1-氯-3-氟-2-甲氧基苯，其结构如下所示。
在这些实施方案的一些中，由1-氯-3-氟-2-甲氧基苯形成的所述第一硼基化芳烃可包括(4-氯-2-氟-3-甲氧基苯基)硼酸或(4-氯-2-氟-3-甲氧基苯基)硼酸酯，例如2-(4-氯-2-氟-3-甲氧基苯基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷，其结构如下所示。
在其他实施方案中，所述底物可包括式Ia所定义的化合物
其中
X是F或CF3；
R1是氢、卤素、-OR4、-NR5R6、-C(＝O)R7、氰基、C1-C6烷基或C1-C6卤代烷基；
R2是氢、卤素、-OR4、-NR5R6、-C(＝O)R7、氰基、C1-C6烷基或C1-C6卤代烷基；
R3是氢、卤素、-OR4、-NR5R6、-C(＝O)R7、氰基、C1-C6烷基或C1-C6卤代烷基；
R4、R5和R6每次出现时各自独立地为氢或C1-C6烷基；和
R7每次出现时独立地为氢、-OR4、-NR5R6或C1-C6烷基。
在这些实施方案中，所述第一硼基化芳烃可包括式IIa所定义的化合物
其中X、R1、R2和R3如上所述，且Y为硼酸或硼酸衍生物，如上所述；和所述第二硼基化芳烃可包括式IIIa所定义的化合物
其中X、R1、R2和R3如上所述，且Y为硼酸或硼酸衍生物，如上所述。
如上所述，所述底物可包括苯环，其被选自-F和-CF3的吸电子基团取代且其在该吸电子基团的邻位是未取代的和在该吸电子基团的间位是未取代的。本发明提供的方法有利于使所述底物在所述吸电子基团的邻位被硼基化(电性优势的反应产物，称为“电性产物”)以形成所述第一硼基化芳烃，相对于所述底物在所述吸电子基团的间位的硼基化(空间优势的反应产物，称为“空间产物”)以形成所述第二硼基化芳烃。
所述第一硼基化芳烃与所述第二硼基化芳烃的摩尔比可使用本领域已知的标准方法进行确定，包括气相色谱(例如，配有火焰离子化检测器的气相色谱；GC-FID)和/或19F核磁共振(NMR)波谱。所述第一硼基化芳烃与所述第二硼基化芳烃的摩尔比，如使用GC-FID所测定的，可为至少1:1(例如，至少1.1:1、至少1.2:1、至少1.3:1、至少1.4:1、至少1.5:1、至少1.6:1、至少1.7:1、至少1.8:1、至少1.9:1、至少2.0:1、至少2.1:1、至少2.2:1、至少2.3:1、至少2.4:1、至少2.5:1、至少2.6:1、至少2.7:1、至少2.8:1、至少2.9:1、至少3.0:1、至少3.1:1、至少3.2:1、至少3.3:1、至少3.4:1、至少3.5:1、至少3.6:1、至少3.7:1、至少3.8:1、至少3.9:1、至少4.0:1、至少4.1:1、至少4.2:1、至少4.3:1、至少4.4:1、至少4.5:1、至少4.6:1、至少4.7:1、至少4.8:1、至少4.9:1、至少5:1、至少5.5:1、至少6:1、至少6.5:1、至少7:1、至少7.5:1、至少8:1、至少8.5:1、至少9:1、至少9.5:1、至少10:1、至少15:1或至少20:1)。在一些实施方案中，所述第一硼基化芳烃与所述第二硼基化芳烃的摩尔比，如使用GC-FID所测定的，为25:1或更低(例如，20:1或更低、15:1或更低、10:1或更低、9.5:1或更低、9:1或更低、8.5:1或更低、8:1或更低、7.5:1或更低、7:1或更低、6.5:1或更低、6:1或更低、5.5:1或更低、5:1或更低、4.9:1或更低、4.8:1或更低、4.7:1或更低、4.6:1或更低、4.5:1或更低、4.4:1或更低、4.3:1或更低、4.2:1或更低、4.1:1或更低、4:1或更低、3.9:1或更低、3.8:1或更低、3.7:1或更低、3.6:1或更低、3.5:1或更低、3.4:1或更低、3.3:1或更低、3.2:1或更低、3.1:1或更低、3:1或更低、2.9:1或更低、2.8:1或更低、2.7:1或更低、2.6:1或更低、2.5:1或更低、2.4:1或更低、2.3:1或更低、2.2:1或更低、2.1:1或更低、2:1或更低、1.9:1或更低、1.8:1或更低、1.7:1或更低、1.6:1或更低、1.5:1或更低、1.4:1或更低、1.3:1或更低、1.2:1或更低或1.1:1或更低)。
所述第一硼基化芳烃与所述第二硼基化芳烃的摩尔比，如使用GC-FID所测定的，可以是上述任意最小值至上述任意最大值之间的范围。例如，如使用GC-FID所测定的，所述第一硼基化芳烃与所述第二硼基化芳烃的摩尔比范围可为1:1至25:1(例如，1.5:1至25:1、3:1至25:1、1:1至10:1、1.5:1至10:1或3:1至10:1)。
所述底物向所述第一硼基化芳烃和所述第二硼基化芳烃的转化百分比可根据各种因素而变化，包括所述底物的反应性、所述配体的特性和所述硼基化试剂的特性。在一些实施方案中，所述底物向所述第一硼基化芳烃和所述第二硼基化芳烃的转化百分比可为至少30％(例如，至少35％、至少40％、至少45％、至少50％、至少55％、至少60％、至少65％、至少70％、至少75％、至少80％、至少85％、至少90％或至少95％)。
本申请还提供了从底物形成硼基化的芳烃的方法，所述底物包括被选自吸电子基团和定向金属化基团的部分取代且在该部分的邻位未取代的芳环。该方法可包括将所述底物与铱前体络合物、单齿配体和硼基化试剂在有效形成第一硼基化芳烃的条件下接触。所述第一硼基化芳烃可包括被选自吸电子基团和定向金属化基团的部分取代和在该部分的邻位具有硼酸或硼酸衍生物的芳环。
在一些实施方案中，所述芳环可在所述部分的邻位为未取代的且在所述部分的间位为未取代的。在这些实施方案中，所述方法可包括将所述底物与铱前体络合物、单齿配体和硼基化试剂在有效形成所述第一硼基化芳烃和所述第二硼基化芳烃的条件下接触。所述第二硼基化芳烃可包括被选自吸电子基团和定向金属化基团的部分取代和在该部分的间位具有硼酸或硼酸衍生物的芳环。在一些实施方案中，所述第一硼基化芳烃与所述第二硼基化芳烃的摩尔比至少是1:1，如GC-FID所确定。
所述底物可为取代的芳基化合物、取代的六元杂芳族化合物、取代的五元杂芳族化合物或它们的组合。在一些实施方案中，所述底物可包括苯环，例如上文所述的那些。在一些实施方案中，所述底物可包括吡啶环。
如上所述，所述芳环可被选自吸电子基团和定向金属化基团的部分取代。在一些情况下，所述部分可为吸电子基团。在一些实施方案中，所述部分可为选自-F和-CF3的吸电子基团。
在一些情况下，所述部分可为定向金属化基团。定向金属化基团是本领域已知的。参见，例如，Whisler，M.C.，等人，Angew.Chem.，Int.Ed.2004，43，2206-2225。在一些实施方案中，所述定向金属化基团可选自-OR13、-NR14R15、-C(＝O)R16、-OC(＝O)R16、氰基、-SO2R16、-SOR16或C1-C6氨基烷基，其中R13、R14和R15每次出现时各自独立地为氢、C1-C6烷基或芳基且R16每次出现时独立地为氢、-OR13、-NR14R15、C1-C6烷基或芳基。
在这些方法中，所述第一硼基化芳烃与所述第二硼基化芳烃的摩尔比，如使用GC-FID所测定的，可为至少1:1(例如，至少1.1:1、至少1.2:1、至少1.3:1、至少1.4:1、至少1.5:1、至少1.6:1、至少1.7:1、至少1.8:1、至少1.9:1、至少2.0:1、至少2.1:1、至少2.2:1、至少2.3:1、至少2.4:1、至少2.5:1、至少2.6:1、至少2.7:1、至少2.8:1、至少2.9:1、至少3.0:1、至少3.1:1、至少3.2:1、至少3.3:1、至少3.4:1、至少3.5:1、至少3.6:1、至少3.7:1、至少3.8:1、至少3.9:1、至少4.0:1、至少4.1:1、至少4.2:1、至少4.3:1、至少4.4:1、至少4.5:1、至少4.6:1、至少4.7:1、至少4.8:1、至少4.9:1、至少5:1、至少5.5:1、至少6:1、至少6.5:1、至少7:1、至少7.5:1、至少8:1、至少8.5:1、至少9:1、至少9.5:1、至少10:1、至少15:1或至少20:1)。在一些实施方案中，所述第一硼基化芳烃与所述第二硼基化芳烃的摩尔比，如使用GC-FID所测定的，是25:1或更低(例如，20:1或更低、15:1或更低、10:1或更低、9.5:1或更低、9:1或更低、8.5:1或更低、8:1或更低、7.5:1或更低、7:1或更低、6.5:1或更低、6:1或更低、5.5:1或更低、5:1或更低、4.9:1或更低、4.8:1或更低、4.7:1或更低、4.6:1或更低、4.5:1或更低、4.4:1或更低、4.3:1或更低、4.2:1或更低、4.1:1或更低、4:1或更低、3.9:1或更低、3.8:1或更低、3.7:1或更低、3.6:1或更低、3.5:1或更低、3.4:1或更低、3.3:1或更低、3.2:1或更低、3.1:1或更低、3:1或更低、2.9:1或更低、2.8:1或更低、2.7:1或更低、2.6:1或更低、2.5:1或更低、2.4:1或更低、2.3:1或更低、2.2:1或更低、2.1:1或更低、2:1或更低、1.9:1或更低、1.8:1或更低、1.7:1或更低、1.6:1或更低、1.5:1或更低、1.4:1或更低、1.3:1或更低、1.2:1或更低或1.1:1或更低)。
所述第一硼基化芳烃与所述第二硼基化芳烃的摩尔比，如使用GC-FID所测定的，可以是上述任意最小值至上述任意最大值之间的范围。例如，所述第一硼基化芳烃与第二硼基化芳烃的摩尔比，如使用GC-FID所测定的，的范围可为1:1至25:1(例如，1.5:1至25:1、3:1至25:1、1:1至10:1、1.5:1至10:1或3:1至10:1)。
所述底物向所述第一硼基化芳烃和所述第二硼基化芳烃的转化百分比可根据各种因素而变化，包括所述底物的反应性、所述配体的特性和所述硼基化试剂的特性。在一些实施方案中，所述底物向所述第一硼基化芳烃和所述第二硼基化芳烃的转化百分比可为至少30％(例如，至少35％、至少40％、至少45％、至少50％、至少55％、至少60％、至少65％、至少70％、至少75％、至少80％、至少85％、至少90％或至少95％)。
本申请还提供了从底物形成硼基化的芳烃的方法，所述底物包括取代的芳烃环，其具有1-4个取代基(例如，1-3个取代基)，其中所述芳烃环在对CH-活化有电性优势的第一位置是未取代的且在对CH-活化有空间优势的第二位置是未取代的。在这些实施方案中，方法可包括将所述底物与铱前体络合物、选自单齿配体和二齿配体的配体和硼基化试剂在有效形成第一硼基化芳烃和任选地第二硼基化芳烃的条件下接触。所述第一硼基化芳烃可包括取代的芳烃环，其具有1-4个取代基(例如，1-3个取代基)和在第一位置的硼酸或硼酸衍生物。当所述第二硼基化芳烃形成时，其可包括取代的芳烃环，该芳烃环具有1-4个取代基(例如，1-3个取代基)和在第二位置的硼酸或硼酸衍生物。所述第一硼基化芳烃与第二硼基化芳烃的摩尔比可为至少1:1，如GC-FID所确定。
在一些情况下，所述芳烃环可包括苯环，例如上文所述的那些。在一些情况下，所述芳烃环可包括吡啶环。在一些情况下，所述吡啶环可包括2-取代的吡啶环。在一些情况下，所述吡啶环可包括2,4-二取代的吡啶环、2,6-二取代的吡啶环或2,4,6-三取代的吡啶环。存在于该芳烃环上的1-4个取代基(例如，1-3个取代基)可独立地选自卤素、-OR13、-NR14R15、-C(＝O)R16、-OC(＝O)R16、氰基、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基和C1-C6氨基烷基，其中R13、R14和R15每次出现时各自独立地为氢、C1-C6烷基或芳基，且R16每次出现时独立地为氢、-OR13、-NR14R15、C1-C6烷基或芳基。在一些情况下，所述芳烃环包含选自-F和-CF3的吸电子基团。
在这些方法中，所述第一硼基化芳烃与所述第二硼基化芳烃的摩尔比，如使用GC-FID所测定的，可为至少1:1(例如，至少1.1:1、至少1.2:1、至少1.3:1、至少1.4:1、至少1.5:1、至少1.6:1、至少1.7:1、至少1.8:1、至少1.9:1、至少2.0:1、至少2.1:1、至少2.2:1、至少2.3:1、至少2.4:1、至少2.5:1、至少2.6:1、至少2.7:1、至少2.8:1、至少2.9:1、至少3.0:1、至少3.1:1、至少3.2:1、至少3.3:1、至少3.4:1、至少3.5:1、至少3.6:1、至少3.7:1、至少3.8:1、至少3.9:1、至少4.0:1、至少4.1:1、至少4.2:1、至少4.3:1、至少4.4:1、至少4.5:1、至少4.6:1、至少4.7:1、至少4.8:1、至少4.9:1、至少5:1、至少5.5:1、至少6:1、至少6.5:1、至少7:1、至少7.5:1、至少8:1、至少8.5:1、至少9:1、至少9.5:1、至少10:1、至少15:1或至少20:1)。在一些实施方案中，所述第一硼基化芳烃与所述第二硼基化芳烃的摩尔比，如使用GC-FID所测定的，是25:1或更低(例如，20:1或更低、15:1或更低、10:1或更低、9.5:1或更低、9:1或更低、8.5:1或更低、8:1或更低、7.5:1或更低、7:1或更低、6.5:1或更低、6:1或更低、5.5:1或更低、5:1或更低、4.9:1或更低、4.8:1或更低、4.7:1或更低、4.6:1或更低、4.5:1或更低、4.4:1或更低、4.3:1或更低、4.2:1或更低、4.1:1或更低、4:1或更低、3.9:1或更低、3.8:1或更低、3.7:1或更低、3.6:1或更低、3.5:1或更低、3.4:1或更低、3.3:1或更低、3.2:1或更低、3.1:1或更低、3:1或更低、2.9:1或更低、2.8:1或更低、2.7:1或更低、2.6:1或更低、2.5:1或更低、2.4:1或更低、2.3:1或更低、2.2:1或更低、2.1:1或更低、2:1或更低、1.9:1或更低、1.8:1或更低、1.7:1或更低、1.6:1或更低、1.5:1或更低、1.4:1或更低、1.3:1或更低、1.2:1或更低或1.1:1或更低)。
所述第一硼基化芳烃与所述第二硼基化芳烃的摩尔比，如使用GC-FID所测定的，可以是上述任意最小值至上述任意最大值之间的范围。例如，所述第一硼基化芳烃与第二硼基化芳烃的摩尔比，如使用GC-FID所测定的，的范围可为1:1至25:1(例如，1.5:1至25:1、3:1至25:1、1:1至10:1、1.5:1至10:1或3:1至10:1)。
所述底物向所述第一硼基化芳烃和所述第二硼基化芳烃的转化百分比可根据各种因素而变化，包括所述底物的反应性、所述配体的特性和所述硼基化试剂的特性。在一些实施方案中，所述底物向所述第一硼基化芳烃和所述第二硼基化芳烃的转化百分比可为至少30％(例如，至少35％、至少40％、至少45％、至少50％、至少55％、至少60％、至少65％、至少70％、至少75％、至少80％、至少85％、至少90％或至少95％)。
形成上述硼基化芳烃的方法可包括将待反应的所述底物与铱前体络合物、配体和硼基化试剂接触。所述底物可与所述铱前体络合物、所述配体和所述硼基化试剂以任意合适的方式接触，使得所述底物和所述硼基化试剂与催化有效量的催化活性的铱络合物组合存在，该铱络合物是经铱前体络合物、所述配体和所述硼基化试剂的反应形成的。例如，可将所述底物可通过以下方式与所述铱前体络合物、所述配体和所述硼基化试剂接触：将所述底物、所述铱前体络合物、所述配体和所述硼基化试剂在单反应容器或溶液中以任意顺序或方式组合(例如，通过连续或同时将所述底物、所述铱前体络合物、所述配体和所述硼基化试剂加至反应容器中)。所述底物与铱前体络合物、配体和硼基化试剂的接触可因此包括这样的方法，通过该方法所述铱前体络合物、所述配体和所述硼基化试剂，或者所述铱前体络合物和所述配体结合形成催化活性的铱络合物，其在随后与所述底物和/或所述硼基化试剂合并。
所述铱前体络合物可为任意铱络合物，其可与所述配体和所述硼基化试剂反应以形成催化活性的铱络合物。所述铱前体络合物可包括其中三个或更多个非氢取代基键合至铱的铱络合物。合适的铱前体络合物可包含一个或多个有机配体，例如环辛烯(coe)、均三甲苯(MesH)、环辛二烯(cod)、1,2,3,4,5-甲基环戊二烯基(CP*)、茚基(Ind)或膦和任选地一个或多个额外的配体，包括单齿配体，例如卤素、-OMe、-OH、-OAc或-OPh，其可在所述铱前体络合物与所述配体和/或硼基化试剂组合后被轻易地置换。合适的铱前体络合物可包括在Smith的美国专利No.6,878,830和Smith等人的美国专利No.7,514,563中所述的铱催化剂，将所述专利的全部内容引入本文作为参考。
举例而言，所述铱前体络合物可包括Ir(I)-环辛二烯前体络合物。合适的Ir(I)-环辛二烯前体络合物是本领域已知的且包括[Ir(OMe)cod]2、[Ir(Cl)cod]2、[Ir(cod)2]BF4、[Ir(OH)cod]2、[Ir(OPh)cod]2、[Ir(OAc)cod]2、(Ind)Ir(cod)、Ir(acac)cod、(dtbpy)Ir(BPin)3(cod)、(tmp)Ir(BPin)3(cod)及其组合。在一些实施方案中，所述铱前体络合物可包括[Ir(OMe)cod]2。所述铱前体络合物还可包括Ir(I)-环辛烯前体络合物，例如[Ir(OMe)coe]2、[Ir(Cl)coe]2、[Ir(coe)2]BF4、[Ir(OH)coe]2、[Ir(OPh)coe]2、[Ir(OAc)coe]2、(Ind)Ir(coe)、Ir(acac)coe、(dtbpy)Ir(BPin)3(coe)、(tmp)Ir(BPin)3(coe)、[IrCl(coe)2]2及其组合。所述铱前体络合物还可包括Ir(I)-均三甲苯前体络合物。示例性的Ir(I)-均三甲苯前体络合物可包括(MesH)Ir(BPin)(B(OR11)2)和(MesH)Ir(BPin)3，其中BPin是频哪醇硼烷且R11是氢、直链或支链C1-C8烷基、芳基或C3-C8环烷基。所述铱前体络合物还可包括Ir(I)-膦前体络合物。示例性的Ir(I)-膦前体络合物包括(dppbz)Ir(BPin)3、(Ind)Ir(dppe)、(PMe3)2IrH5、((R11)3P)2IrH5、((R11)3P)3Ir(B(OR11)2)3、((R11)2P)2Ir(BPin)3、(((R11)2P)3Ir((R11O)2B)3)2、((R11)3P)4Ir(BPin)、((R11)3P)2IrHx(B(OR11)2)5-x及其组合，其中x是0-4的整数，dppbz是1,2-双(二苯基膦基)苯，BPin是频哪醇合硼烷，且R11是氢、直链或支链C1-C8烷基、芳基或C3-C8环烷基。所述铱前体络合物还可包括Ir(I)-1,2,3,4,5-甲基环戊二烯基前体络合物。示例性的Ir(I)-1,2,3,4,5-甲基环戊二烯基前体络合物包括(Cp*)Ir(H)2(Me3P)、(Cp*)Ir(H)(BPin)(Me3P)、(CP*)Ir(H)(C6H5)(Me3P)及它们的组合。
本申请的方法可包括将所述底物与任意催化有效量的所述铱前体络合物接触。在一些情况下，所述底物可与0.5mol％至5.0mol％的所述铱前体络合物(例如，1.0mol％至3.0mol％)接触，以存在于所述硼基化反应中的底物的摩尔数计。
在一些实施方案中，所述配体可为二齿配体。所述二齿配体可包括含有两个或多个杂原子(例如，氮原子)的二齿配体，所述杂原子被设置螯合于铱中心。合适的二齿配体可考虑各种因素进行选择，包括所述铱前体络合物的性质、所述底物的特性、所述硼基化反应所期望的区域选择性和所述底物向所述第一硼基化芳烃和所述第二硼基化芳烃所期望的转化百分比。例如，在一些情况下，通过选择缺电子二齿配体，则有利于得到高摩尔比的所述第一硼基化芳烃：所述第二硼基化芳烃。类似地，在一些情况下，通过选择具有低空间位阻的二齿配体，则有利于得到高摩尔比的所述第一硼基化芳烃：所述第二硼基化芳烃。
合适的二齿配体包括杂环二齿配体，其在被设置螯合铱中心的一个或多个杂环中包含两个或多个杂原子(例如，氮原子)。杂环二齿配体的实例包括联吡啶-基配体和菲咯啉-基配体。
在一些实施方案中，所述二齿配体可包括缺电子二齿配体。缺电子二齿配体可包括，例如，被一个或多个吸电子部分取代的杂环二齿配体。吸电子部分的实例包括卤素(例如，F和Cl)、氰基、硝基、卤代烷基(例如，全氟卤代烷基，例如-CF3)及其组合。在一些实施方案中，所述缺电子二齿配体可包括被一个或多个吸电子取代基取代的联吡啶-基配体(例如，2,2’-联吡啶)或菲咯啉-基配体(例如，菲咯啉)。
在一些实施方案中，所述配体可包括式IVa、式IVb或式IVc所定义的化合物
其中n为0、1、2或3且R10每次出现时独立地为氢、卤素、氰基、硝基或C1-C6全氟烷基，前提是当所述二齿配体包括式IVa或式IVb所定义的化合物时，一个或多个R10不为氢。在一些情况下，当所述二齿配体包括式IVa、式IVb或式IVc所定义的化合物时，则一个或多个R10不为氢。在一些实施方案中，一个或多个R10选自-F和-CF3。
在一些实施方案中，所述二齿配体可选自以下一个或多个配体。
在一些实施方案中，所述二齿配体可选自4,4'-双(三氟甲基)-2,2'-联吡啶(btfbpy)、4,4',5,5'-四(三氟甲基)-2,2'-联吡啶(ttfbpy)和4,4',5,5'-四氢-2,2'-联噁唑(box)。
在一些实施方案中，所述配体可为单齿配体。所述单齿配体可包括含有单个杂原子(例如，氮原子)的单齿配体，所述杂原子被设置以螯合所述铱中心。合适的单齿配体可根据各种因素进行选择，包括所述铱前体络合物的性质、所述底物的特性、所述硼基化反应所期望的区域选择性和所述底物向所述第一硼基化芳烃和所述第二硼基化芳烃所期望的转化百分比。例如，在一些情况下，通过选择为缺电子的单齿配体，则有利于得到高摩尔比的所述第一硼基化芳烃：所述第二硼基化芳烃。类似地，在一些情况下，通过选择空间位阻的单齿配体(例如，在该单齿配体的环上的杂原子的相邻位置含有取代基的单齿配体)，则有利于得到高摩尔比的所述第一硼基化芳烃：所述第二硼基化芳烃。
在一些实施方案中，所述单齿配体可包括吡啶配体。在一些情况下，所述吡啶配体可包括1-3个取代基。在一些情况下，所述吡啶配体可包括2-取代的吡啶环。在一些情况下，所述吡啶配体可包括2,4-二取代的吡啶配体、2,6-二取代的吡啶配体或2,4,6-三取代的吡啶配体。存在于所述吡啶配体的1至3个取代基可独立地选自卤素、-OR13、-NR14R15、-C(＝O)R16、-OC(＝O)R16、氰基、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基和C1-C6氨基烷基，其中R13、R14和R15每次出现时各自独立地为氢、C1-C6烷基或芳基，且R16每次出现时独立地为氢、-OR13、-NR14R15、C1-C6烷基或芳基。在一些情况下，所述吡啶配体可包含选自-F和-CF3的吸电子取代基。
在一些实施方案中，所述吡啶配体可包括下式所定义的化合物
其中
A每次出现时独立地为氢、卤素、-OR13、-NR14R15、-C(＝O)R16、-OC(＝O)R16、氰基、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基和C1-C6氨基烷基，其中R13、R14和R15每次出现时各自独立地为氢、C1-C6烷基或芳基，且R16每次出现时独立地为氢、-OR13、-NR14R15、C1-C6烷基或芳基，前提是一个或多个A不为氢。
在一些实施方案中，所述吡啶配体可包括下式所定义的化合物
其中
A每次出现时独立地为氢、卤素、-OR13、-NR14R15、-C(＝O)R16、-OC(＝O)R16、氰基、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基和C1-C6氨基烷基，其中R13、R14和R15每次出现时各自独立地为氢、C1-C6烷基或芳基，且R16每次出现时独立地为氢、-OR13、-NR14R15、C1-C6烷基或芳基，前提是一个或多个A不为氢。
在一些实施方案中，所述吡啶配体可包括下式所定义的化合物
其中
A每次出现时独立地为氢、卤素、-OR13、-NR14R15、-C(＝O)R16、-OC(＝O)R16、氰基、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基和C1-C6氨基烷基，其中R13、R14和R15每次出现时各自独立地为氢、C1-C6烷基或芳基，且R16每次出现时独立地为氢、-OR13、-NR14R15、C1-C6烷基或芳基；和
Z1为卤素、-OR13、-NR14R15、-C(＝O)R16、-OC(＝O)R16、氰基、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基和C1-C6氨基烷基，其中R13、R14和R15每次出现时各自独立地为氢、C1-C6烷基或芳基，且R16每次出现时独立地为氢、-OR13、-NR14R15、C1-C6烷基或芳基。
在一些实施方案中，Z1为-F、-Cl、-CF3、-Me、-OMe、-CH2NH2、-NHMe、-NMe2、-NPh2、苯基、异丙基、叔丁基或-COCH3。
在一些实施方案中，所述吡啶配体可包括下式所定义的化合物
其中
A为氢、卤素、-OR13、-NR14R15、-C(＝O)R16、-OC(＝O)R16、氰基、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基和C1-C6氨基烷基，其中R13、R14和R15每次出现时各自独立地为氢、C1-C6烷基或芳基，且R16每次出现时独立地为氢、-OR13、-NR14R15、C1-C6烷基或芳基，和
Z1每次出现时独立地为卤素、-OR13、-NR14R15、-C(＝O)R16、-OC(＝O)R16、氰基、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基和C1-C6氨基烷基，其中R13、R14和R15每次出现时各自独立地为氢、C1-C6烷基或芳基，且R16每次出现时独立地为氢、-OR13、-NR14R15、C1-C6烷基或芳基。
在一些实施方案中，Z1每次出现时独立地为-F、-Cl、-CF3、-Me、-OMe、-CH2NH2、-NHMe、-NMe2、-NPh2、苯基、异丙基、叔丁基或-COCH3。
在一些实施方案中，所述吡啶配体可包括下式所定义的化合物
其中
A每次出现时独立地为氢、卤素、-OR13、-NR14R15、-C(＝O)R16、-OC(＝O)R16、氰基、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基和C1-C6氨基烷基，其中R13、R14和R15每次出现时各自独立地为氢、C1-C6烷基或芳基，且R16每次出现时独立地为氢、-OR13、-NR14R15、C1-C6烷基或芳基，和
Z1为卤素、-OR13、-NR14R15、-C(＝O)R16、-OC(＝O)R16、氰基、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基和C1-C6氨基烷基，其中R13、R14和R15每次出现时各自独立地为氢、C1-C6烷基或芳基，且R16每次出现时独立地为氢、-OR13、-NR14R15、C1-C6烷基或芳基。
在一些实施方案中，Z1为-F、-Cl、-CF3、-Me、-OMe、-CH2NH2、-NHMe、-NMe2、-NPh2、苯基、异丙基、叔丁基或-COCH3。
在一些实施方案中，所述吡啶配体可包括下式所定义的化合物
其中
Z1每次出现时独立地为卤素、-OR13、-NR14R15、-C(＝O)R16、-OC(＝O)R16、氰基、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基和C1-C6氨基烷基，其中R13、R14和R15每次出现时各自独立地为氢、C1-C6烷基或芳基且R16每次出现时独立地为氢、-OR13、-NR14R15、C1-C6烷基或芳基。
在一些实施方案中，Z1每次出现时独立地为-F、-Cl、-CF3、-Me、-OMe、-CH2NH2、-NHMe、-NMe2、-NPh2、苯基、异丙基、叔丁基或-COCH3。
在一些实施方案中，所述配体可以以每摩尔存在于该硼基化反应中的铱而言0.5摩尔当量的配体至每摩尔存在于该硼基化反应中的铱而言5摩尔当量的配体的范围的量(例如，每摩尔存在于该硼基化反应中的铱而言1摩尔当量的配体至每摩尔存在于该硼基化反应中的铱而言3摩尔当量的配体)存在于所述硼基化反应中。
该硼基化试剂可以是本领域已知作为硼基化试剂的任意合适的HB或B—B有机化合物。合适的硼基化试剂可根据各种因素进行选择，包括考虑关于所得硼基化芳烃的反应性。示例性的硼基化试剂包括如下所示的HB或B—B有机化合物。
在一些实施方案中，所述硼基化试剂选自频哪醇硼烷(HBPin)、儿茶酚硼烷、双(新戊基乙二醇合)二硼、双(频哪醇合)二硼(B2Pin2)、双(己烯基乙二醇合)二硼和双(儿茶酚合)二硼。在一些实施方案中，所述硼基化试剂是频哪醇硼烷(HBPin)或双(频哪醇合)二硼(B2Pin2)。
所述硼基化试剂可以任意合适的量加入所述硼基化反应中。例如，在一些实施方案中，所述硼基化试剂可以以每摩尔存在于该硼基化反应中的底物而言1摩尔当量的硼基化试剂至每摩尔存在于该硼基化反应中的底物而言5摩尔当量的硼基化试的范围的量(例如，每摩尔存在于该硼基化反应中的底物而言1摩尔当量的硼基化试剂至每摩尔存在于该硼基化反应中的底物而言3摩尔当量的硼基化试剂)存在于该硼基化反应中。
在一些实施方案中，本发明所提供的方法可使底物被区域选择性地硼基化。如上所述，所述底物可包含具有1-4个取代基(例如，1-3个取代基)的取代的芳烃环，例如苯环，其被选自-F和-CF3的吸电子基团取代且其在该吸电子基团的邻位是未取代的和在该吸电子基团的间位是未取代的。区域选择性的硼基化方法是这样的一种硼基化方法，其可在该吸电子基团的邻位使所述底物的硼基化并形成所述第一硼基化芳烃(电性产物)，而不是在该吸电子基团的间位提供显著量的底物硼基化和形成所述第二硼基化芳烃(空间产物)。当使用所述硼基化方法形成的所述第一硼基化芳烃与所述第二硼基化芳烃的摩尔比，如使用GC-FID所测定的，为至少25:1(例如，至少50:1、至少75:1或至少100:1)时，则该方法被称为区域选择性的。在一些实施方案中，区域选择性的硼基化方法可产生不可测量的所述第二硼基化芳烃(所述空间产物)。这种区域选择性方法可被描述为排他性形成所述电性硼基化产物(所述第一硼基化芳烃)。
在一些实施方案中，区域选择性的硼基化方法可包括串联的硼基化/脱卤化。例如，区域选择性地硼基化芳烃的方法可包括将合适的底物与铱前体络合物、选自单齿配体和二齿配体的配体和硼基化试剂在有效形成第一硼基化芳烃和任选地第二硼基化芳烃的条件下接触，其中所述第一硼基化芳烃与第二硼基化芳烃的摩尔比，如使用GC-FID所测定的，为至少25:1。
例如，所述底物可包括苯环，其被选自-F和-CF3的吸电子基团取代，其在该吸电子基团的邻位是未取代的且其还包含牺牲部分(例如，卤素，例如Cl或Br)，该牺牲部分被安置的位置是使得其空间上阻碍所述铱催化剂进攻其他有空间优势的位置即所述吸电子基团的间位(例如，所述吸电子基团对位的Cl或Br取代基)。因此，所述芳烃的铱-催化的C-H活化-硼基化排他性产生邻位硼基化的电性产物(即，所述第一硼基化芳烃)。
例如，在一些实施方案中，所述底物可包括式I所定义的化合物
其中
X是F或CF3；
R1是氢、卤素、-OR4、-NR5R6、-C(＝O)R7、氰基、C1-C6烷基或C1-C6卤代烷基；
R2是氢、卤素、-OR4、-NR5R6、-C(＝O)R7、氰基、C1-C6烷基或C1-C6卤代烷基；
R3为Cl或Br；
R4、R5和R6每次出现时各自独立地为氢或C1-C6烷基；和
R7每次出现时独立地为氢、-OR4、-NR5R6或C1-C6烷基。
在这些实施方案中，所述第一硼基化芳烃可包括式II所定义的化合物
其中X、R1、R2和R3如上所述，且Y为硼酸或硼酸衍生物。
本申请的方法可还包括还原性地脱卤化所述第一硼基化芳烃以获得脱卤化的硼基化芳烃。脱卤化的硼基化芳烃可包括式IIb所定义的化合物
其中X、R1、R2和Y如上所述。
所述第一硼基化芳烃可使用任意合适的合成方法进行还原性脱卤化。例如，用于还原性脱卤化所述第一硼基化芳烃的方法可包括将所述第一硼基化芳烃与聚甲基氢硅氧烷(PMHS)、碱和金属催化剂在有效地还原性脱卤化所述第一硼基化芳烃的条件下接触。合适的碱包括KF和四烷基铵盐，例如TBAF。所述金属催化剂可包括各种金属催化剂，其可接受来自PMHS的负氢离子并随后参与到所述第一硼基化芳烃的还原性脱卤化。合适的金属催化剂可根据各种因素进行选择，包括所述第一硼基化芳烃的特性(例如，被加氢脱卤的卤素的特性)。例如，所述金属催化剂可包括Pd、Sn、Ti、Zn或Cu。在一些实施方案中，所述金属催化剂可包括钯(II)催化剂，例如醋酸钯(II)(Pd(OAc)2)或钯(0)催化剂，例如四(三苯基膦)钯(0)(Pd(Ph3P)4)。
在一些实施方案中，用于还原性地脱卤化所述第一硼基化芳烃的方法可包括将所述第一硼基化芳烃与甲酸盐和过渡金属催化剂在有效地还原性脱卤化所述第一硼基化芳烃的条件下接触。所述甲酸盐可为任意合适的甲酸盐。甲酸盐的实例包括，例如，甲酸钠(NaHC(O)O)、甲酸钾(KHC(O)O)、甲酸铵(NH4HC(O)O)、甲酸钙(Ca(HC(O)O)2)及其组合。在一些情况下，所述甲酸盐可为甲酸铵。所述过渡金属催化剂可包括钯(0)催化剂，例如钯/炭。在一些实施方案中，上述硼基化和脱卤化可使用一锅合成法进行(例如，无需纯化或分离该中间体硼化物，例如连续地在单个反应容器中进行)。
使用本文所述方法制备的硼基化芳烃可用于其它的化学反应中，包括交叉偶联反应，例如Suzuki型交叉偶联反应。Suzuki型交叉偶联反应是本领域已知的且可在碱和合适的催化剂的存在下用于交叉偶联有机卤化物和有机硼烷。参见，例如，Miyaura，N.和Suzuki，A.Chem.Rev.1995，95，2457；Stanforth，S.P.Tetrahedron 1998，54，263；Lipshutz，等人，Synthesis 2005，2989；和Lipshutz，等人，Org.Lett.2008，10，4279。所述有机卤化物可为不饱和卤化物或类卤化物(例如，三氟甲磺酸酯(OTf))，例如芳基卤化物或类卤化物或乙烯基卤化物或类卤化物。
在一些实施方案中，本文所述方法还可包括将所述第一硼基化芳烃或脱卤化硼基化芳烃与选自芳基卤化物、芳基类卤化物、乙烯基卤化物和乙烯基类卤化物的反应物和过渡金属催化剂接触以使所述反应物和所述第一硼基化芳烃或脱卤化硼基化芳烃交叉偶联。举例而言，(4-氯-2-氟-3-取代的苯基)硼酸酯可与4-乙酰氨基-3,6-二氯吡啶甲酸甲酯发生交叉偶联反应以产生或形成6-(4-氯-2-氟-3-取代的-苯基)-4-氨基吡啶甲酸甲酯。在另一实例中，(4-氯-2-氟-3-取代的苯基)硼酸酯可与6-乙酰氨基-2-氯嘧啶-4-甲酸甲酯或其未保护的类似物6-氨基-2-氯嘧啶-4-甲酸发生交叉偶联反应。
所述Suzuki交叉偶联反应可在钯催化剂、配体和碱的存在下发生。在至少一些实施方案中，所述钯催化剂是乙酸钯(II)(Pd(OAc)2)，所述碱为碳酸钾(K2CO3)水溶液和所述配体是三苯基膦(PPh3)。所述交叉偶联反应可在溶剂中进行，所述溶剂例如甲基异丁酮(MIBK)、乙腈(MeCN)、乙酸乙酯(EtOAc)、水或它们的组合。
还提供了催化性铱络合物，其可催化被吸电子基团取代的芳烃(包括1-氯-3-氟-2-取代的苯)在该氟取代基的对位的硼基化(即，它们可有效地催化所述电性产物的形成)。催化性铱络合物可通过将所述铱前体络合物、所述二齿配体和所述硼基化试剂组合而形成。在一些情况下，催化性铱络合物在底物的存在下，在实施本文所述方法的过程中原位形成。催化性铱络合物也可通过将所述铱前体络合物与所述二齿配体和所述硼基化试剂接触而形成。一旦形成，可将催化的铱络合物随后与所述底物和/或所述硼基化试剂混合以得到硼基化底物。
在一些实施方案中，所述催化的铱络合物可通过以下结构表示
(L)Ir(B)3(Z2)
其中
B为-B(OR)2，其中R每次出现时独立地为C1-C6烷基，或其中所述两个R基团与它们所连接的原子一起形成C2-C6环状基团，其任选地被一个或多个C1-C6烷基取代且任选地与一个或多个碳环基或杂碳环基稠合；
Z2为1,5-环辛二烯、环辛烯或均三甲苯；和
L是二齿配体，其选自下面所包括的一种配体。
在这些实施方案中，所述催化的铱络合物可包括二齿配体，其选自下面所包括的一种配体。
在一些实施方案中，各B独立地选自下面所包括的一种含硼部分。
在一些实施方案中，一个或多个B代表频哪醇硼烷。在一些情况下，各B代表频哪醇硼烷。
在一些实施方案中，所述催化的铱络合物可用如下结构定义
(L)Ir(B)3(Z2)
其中：
B为-B(OR)2，其中R每次出现时独立地为C1-C6烷基，或其中所述两个R基团与它们所连接的原子一起形成C2-C6环状基团，其任选地被一个或多个C1-C6烷基取代且任选地与一个或多个碳环基或杂碳环基稠合；
Z2为1,5-环辛二烯、环辛烯或均三甲苯；和
L为二齿配体，其用式IVa、式IVb或式IVc定义
其中n为0、1、2或3且R10每次出现时独立地为氢、卤素、氰基、硝基、C1-C6烷基或C1-C6全氟烷基，前提是当所述二齿配体包括式IVa或式IVb所定义的化合物时，则一个或多个R10不为氢。
在这些实施方案中，所述催化的铱络合物可包括二齿配体，其选自下面所包括的一种配体。
在一些实施方案中，各B独立地选自下面所包括的一种含硼部分。
在一些实施方案中，一个或多个B代表频哪醇硼烷。在一些情况下，各B代表频哪醇硼烷。
示例性实施方案
本发明的具体实施方案如下所提供。
1.一种形成硼基化的芳烃的方法，其包括：
提供底物，其包括被选自-F和-CF3的吸电子基团取代的苯环，其中所述苯环在该吸电子基团的邻位是未取代的且在该吸电子基团的间位是未取代的；和
将所述底物与铱前体络合物、选自单齿配体和二齿配体的配体和硼基化试剂在有效形成第一硼基化芳烃和任选地第二硼基化芳烃的条件下接触；
其中所述第一硼基化芳烃包括被选自-F和-CF3的吸电子基团取代和在该吸电子基团的邻位具有硼酸或硼酸衍生物的苯环，
其中当第二硼基化芳烃形成时，其包括被选自-F和-CF3的吸电子基团取代和在该吸电子基团的间位具有硼酸或硼酸衍生物的苯环，和
其中所述第一硼基化芳烃与第二硼基化芳烃的摩尔比为至少1:1，如GC-FID所确定。
2.实施方案1的方法，其中所述底物包括式I所定义的化合物
其中
X是F或CF3；
R1是氢、卤素、-OR4、-NR5R6、-C(＝O)R7、氰基、C1-C6烷基或C1-C6卤代烷基；
R2是氢、卤素、-OR4、-NR5R6、-C(＝O)R7、氰基、C1-C6烷基或C1-C6卤代烷基；
R3是氢、卤素、-OR4、-NR5R6、-C(＝O)R7、氰基、C1-C6烷基或C1-C6卤代烷基；
R4、R5和R6每次出现时各自独立地为氢或C1-C6烷基；和
R7每次出现时独立地为氢、-OR4、-NR5R6或C1-C6烷基；
所述第一硼基化芳烃包括式II所定义的化合物
其中
X、R1、R2和R3如上所述，且Y为硼酸或硼酸衍生物；和
当所述第二硼基化芳烃形成时，其包括式III所定义的化合物
其中
X、R1、R2和R3如上所述，且Y为硼酸或硼酸衍生物。
3.实施方案1或2的方法，其中第一硼基化芳烃包含在所述吸电子基团邻位的硼酸衍生物，其选自如下中的一种：
4.实施方案1-3中任一项的方法，其中所述底物包括1-氯-3-氟-2-取代的苯。
5.实施方案1-4中任一项的方法，其中所述底物包括1-氯-3-氟-2-甲氧基苯。
6.实施方案1-5中任一项的方法，其中所述第一硼基化芳烃包括(4-氯-2-氟-3-甲氧基苯基)硼酸或(4-氯-2-氟-3-甲氧基苯基)-硼酸衍生物。
7.实施方案1-6中任一项的方法，其中所述第一硼基化芳烃与第二硼基化芳烃的摩尔比为至少3:1。
8.实施方案1-7中任一项的方法，其中向所述第一硼基化芳烃和所述第二硼基化芳烃转化的百分比为至少30％。
9.实施方案1-8中任一项的方法，其中向所述第一硼基化芳烃和所述第二硼基化芳烃转化的百分比为至少50％。
10.实施方案1-9中任一项的方法，其中所述铱前体络合物包括Ir(I)-环辛二烯前体络合物。
11.实施方案10的方法，其中所述Ir(I)-环辛二烯前体络合物选自[Ir(OMe)cod]2、[Ir(Cl)cod]2、[Ir(cod)2]BF4、[Ir(OH)cod]2、[Ir(OPh)cod]2、[Ir(OAc)cod]2、(Ind)Ir(cod)、Ir(acac)cod、(dtbpy)Ir(BPin)3(cod)、(tmp)Ir(BPin)3(cod)及它们的组合。
12.实施方案1-9中任一项的方法，其中所述铱前体络合物包括Ir(I)-环辛烯前体络合物。
13.实施方案12的方法，其中所述Ir(I)-环辛烯前体络合物选自[Ir(OMe)coe]2、[Ir(Cl)coe]2、[Ir(coe)2]BF4、[Ir(OH)coe]2、[Ir(OPh)coe]2、[Ir(OAc)coe]2、(Ind)Ir(coe)、Ir(acac)coe、(dtbpy)Ir(BPin)3(coe)、(tmp)Ir(BPin)3(coe)、[IrCl(coe)2]2及它们的组合。
14.实施方案1-9中任一项的方法，其中所述铱前体络合物包括Ir(I)-均三甲苯前体络合物。
15.实施方案14的方法，其中所述Ir(I)-均三甲苯前体络合物选自(MesH)Ir(BPin)(B(OR11)2)、(MesH)Ir(BPin)3及它们的组合，其中BPin是频哪醇硼烷，且R11是氢、直链或支链C1-C8烷基、芳基或C3-C8环烷基。
16.实施方案1-9中任一项的方法，其中所述铱前体络合物包括Ir(I)-膦前体络合物。
17.实施方案16的方法，其中所述Ir(I)-膦前体络合物选自(dppbz)Ir(BPin)3、(Ind)Ir(dppe)、(PMe3)2IrH5、((R11)3P)2IrH5、((R11)3P)3Ir(B(OR11)2)3、((R11)2P)2Ir(BPin)3、(((R11)2P)3Ir((R11O)2B)3)2、((R11)3P)4Ir(BPin)、((R11)3P)2IrHx(B(OR11)2)5-x及其组合，其中x是0-4的整数，dppbz是1,2-双(二苯基膦基)苯，BPin是频哪醇硼烷，且R11是氢、直链或支链C1-C8烷基、芳基或C3-C8环烷基。
18.实施方案1-9中任一项的方法，其中所述铱前体络合物包括Ir(I)-1,2,3,4,5-甲基环戊二烯基前体络合物。
19.实施方案18的方法，其中所述Ir(I)-1,2,3,4,5-甲基环戊二烯基前体络合物选自(Cp*)Ir(H)2(Me3P)、(Cp*)Ir(H)(BPin)(Me3P)、(Cp*)Ir(H)(C6H5)(Me3P)及其组合。
20.实施方案1-19中任一项的方法，其中所述配体包括二齿配体。
21.实施方案20的方法，其中所述二齿配体包括缺电子二齿配体。
22.实施方案20或21的方法，其中所述二齿配体包括被一个或多个吸电子取代基取代的2,2’-联吡啶。
23.实施方案20-22中任一项的方法，其中所述二齿配体包括被一个或多个三氟甲基取代的2,2’-联吡啶。
24.实施方案20-23中任一项的方法，其中所述二齿配体包括式IVa、式IVb或式IVc所定义的化合物
其中n为0、1、2或3且R10每次出现时独立地为氢、卤素、氰基、硝基、C1-C6烷基或C1-C6全氟烷基，前提是当所述二齿配体包括式IVa或式IVb所定义的化合物时，则一个或多个R10不为氢。
25.实施方案24的方法，其中一个或多个R10选自-F和-CF3。
26.实施方案20-25中任一项的方法，其中所述二齿配体选自以下中的一个或多个：
27.实施方案1-19中任一项的方法，其中所述配体包括单齿配体。
28.实施方案27的方法，其中所述单齿配体包括吡啶配体。
29.实施方案28的方法，其中所述吡啶配体包括下式所定义的吡啶
其中A每次出现时独立地为氢、卤素、-OR13、-NR14R15、-C(＝O)R16、-OC(＝O)R16、氰基、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基和C1-C6氨基烷基，其中R13、R14和R15每次出现时各自独立地为氢、C1-C6烷基或芳基且R16每次出现时独立地为氢、-OR13、-NR14R15、C1-C6烷基或芳基，
前提是一个或多个A不为氢。
30.实施方案28或29的方法，其中所述吡啶配体包括下式所定义的吡啶
其中A每次出现时独立地为氢、卤素、-OR13、-NR14R15、-C(＝O)R16、-OC(＝O)R16、氰基、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基和C1-C6氨基烷基，其中R13、R14和R15每次出现时各自独立地为氢、C1-C6烷基或芳基且R16每次出现时独立地为氢、-OR13、-NR14R15、C1-C6烷基或芳基，
前提是一个或多个A不为氢。
31.实施方案28-30中任一项的方法，其中所述吡啶配体包括下式所定义的吡啶
其中A每次出现时独立地为氢、卤素、-OR13、-NR14R15、-C(＝O)R16、-OC(＝O)R16、氰基、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基和C1-C6氨基烷基，其中R13、R14和R15每次出现时各自独立地为氢、C1-C6烷基或芳基且R16每次出现时独立地为氢、-OR13、-NR14R15、C1-C6烷基或芳基，和
Z1为卤素、-OR13、-NR14R15、-C(＝O)R16、-OC(＝O)R16、氰基、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基和C1-C6氨基烷基，其中R13、R14和R15每次出现时各自独立地为氢、C1-C6烷基或芳基且R16每次出现时独立地为氢、-OR13、-NR14R15、C1-C6烷基或芳基。
32.实施方案28-31中任一项的方法，其中所述吡啶配体包括下式所定义的吡啶
其中A为氢、卤素、-OR13、-NR14R15、-C(＝O)R16、-OC(＝O)R16、氰基、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基和C1-C6氨基烷基，其中R13、R14和R15每次出现时各自独立地为氢、C1-C6烷基或芳基且R16每次出现时独立地为氢、-OR13、-NR14R15、C1-C6烷基或芳基，和
Z1每次出现时独立地为卤素、-OR13、-NR14R15、-C(＝O)R16、-OC(＝O)R16、氰基、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基和C1-C6氨基烷基，其中R13、R14和R15每次出现时各自独立地为氢、C1-C6烷基或芳基且R16每次出现时独立地为氢、-OR13、-NR14R15、C1-C6烷基或芳基。
33.实施方案28-30中任一项的方法，其中所述吡啶配体包括如下式所定义的吡啶
其中A每次出现时独立地为氢、卤素、-OR13、-NR14R15、-C(＝O)R16、-OC(＝O)R16、氰基、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基和C1-C6氨基烷基，其中R13、R14和R15每次出现时各自独立地为氢、C1-C6烷基或芳基且R16每次出现时独立地为氢、-OR13、-NR14R15、C1-C6烷基或芳基，和
Z1为卤素、-OR13、-NR14R15、-C(＝O)R16、-OC(＝O)R16、氰基、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基和C1-C6氨基烷基，其中R13、R14和R15每次出现时各自独立地为氢、C1-C6烷基或芳基且R16每次出现时独立地为氢、-OR13、-NR14R15、C1-C6烷基或芳基。
34.实施方案28或29的方法，其中所述吡啶配体包括下式所定义的吡啶
其中Z1每次出现时独立地为卤素、-OR13、-NR14R15、-C(＝O)R16、-OC(＝O)R16、氰基、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基和C1-C6氨基烷基，其中R13、R14和R15每次出现时各自独立地为氢、C1-C6烷基或芳基且R16每次出现时独立地为氢、-OR13、-NR14R15、C1-C6烷基或芳基。
35.实施方案29-34中任一项的方法，其中Z1每次出现时独立地为-F、-Cl、-CF3、-Me、-OMe、-CH2NH2、-NHMe、-NMe2、-NPh2、苯基、异丙基、叔丁基或-COCH3。
36.实施方案1-35中任一项的方法，其中所述硼基化试剂选自以下中的一个或多个：
37.实施方案1-36中任一项的方法，其中所述底物、第一硼基化芳烃和当形成时的第二硼基化芳烃还包含选自-Cl和-Br的取代基。
38.实施方案37的方法，其中所述底物包括式I所定义的化合物，其中R3选自-Cl和-Br，且所述第一硼基化芳烃包括式II所定义的化合物，其中R3选自-Cl和-Br；和
其中所述第一硼基化芳烃与第二硼基化芳烃的摩尔比为至少25:1，如GC-FID所确定。
39.实施方案38的方法，其中所述方法还包括还原性地脱卤化所述第一硼基化芳烃以获得脱卤化的硼基化芳烃。
40.实施方案39的方法，其中还原性地脱卤化所述第一硼基化芳烃包括将所述第一硼基化芳烃与聚甲基氢硅氧烷(PMHS)和过渡金属催化剂在有效地还原性脱卤化所述第一硼基化芳烃的条件下接触。
41.实施方案40的方法，其中所述过渡金属催化剂包括醋酸钯(II)。
42.实施方案39的方法，其中还原性地脱卤化所述第一硼基化芳烃包括将所述第一硼基化芳烃与甲酸盐和过渡金属催化剂在有效地还原性脱卤化所述第一硼基化芳烃的条件下接触。
43.实施方案42的方法，其中所述过渡金属催化剂包括钯/炭。
44.实施方案42或43的方法，其中所述甲酸盐包括甲酸铵。
45.实施方案39-44中任一项的方法，其中使用一锅合成法进行所述第一硼基化芳烃的形成和还原性脱卤化，以形成脱卤化硼基化芳烃。
46.实施方案1-45中任一项的方法，其还包括将所述第一硼基化芳烃或脱卤化硼基化芳烃与选自芳基卤化物、芳基类卤化物、乙烯基卤化物和乙烯基类卤化物的反应物和过渡金属催化剂接触以使所述第一硼基化芳烃或脱卤化硼基化芳烃和所述反应物交叉偶联。
47.如下结构所定义的铱络合物
(L)Ir(B)3(Z2)
其中
B为-B(OR)2，其中R每次出现时独立地为C1-C6烷基，或其中两个R基团与它们所连接的原子一起形成C2-C6环状部分，其任选地被一个或多个C1-C6烷基取代且任选地与一个或多个碳环基或杂碳环基稠合；
Z2是1,5-环辛二烯、环辛烯或均三甲苯；和
L是选自以下的二齿配体：
48.如下结构所定义的铱络合物
(L)Ir(B)3(Z2)
其中
B是-B(OR)2，其中R每次出现时独立地为C1-C6烷基，或其中两个R基团与它们所连接的原子一起形成C2-C6环状基团，其任选地被一个或多个C1-C6烷基取代且任选地与一个或多个碳环基或杂碳环基稠合；
Z2为1,5-环辛二烯、环辛烯或均三甲苯；和
L是二齿配体，其包括式IVa、式IVb或式IVc所定义的化合物
其中n为0、1、2或3且R10每次出现时独立地为氢、卤素、氰基、硝基、C1-C6烷基或C1-C6全氟烷基，前提是当所述二齿配体包括式IVa或式IVb所定义的化合物时，则一个或多个R10不为氢。
49.实施方案48的络合物，其中L选自以下的一个或多个：
50.实施方案47-49中任一项的络合物，其中各B独立地选自如下中的一个：
51.实施方案47-50中任一项的方法，其中B为频哪醇硼烷。
52.形成硼基化的芳烃的方法，其包括：
提供芳族底物，其包括被选自吸电子基团和定向金属化基团的部分取代的芳环，其中所述芳环在所述部分的邻位是未取代的；和
将所述芳族底物与铱前体络合物、单齿配体和硼基化试剂在有效形成第一硼基化芳烃的条件下接触；
其中所述第一硼基化芳烃包括被选自吸电子基团和定向金属化基团的部分取代和在该部分的邻位具有硼酸或硼酸衍生物的芳环。
53.实施方案52的方法，其中所述芳环在所述部分的邻位是未取代的且在所述部分的间位是未取代的。
54.实施方案53的方法，其包括将所述芳族底物与铱前体络合物、单齿配体和硼基化试剂在有效形成所述第一硼基化芳烃和第二硼基化芳烃的条件下接触；
其中所述第二硼基化芳烃包括被选自吸电子基团和定向金属化基团的部分取代和在该部分的间位具有硼酸或硼酸衍生物的芳环；和
其中所述第一硼基化芳烃与所述第二硼基化芳烃的摩尔比为至少1:1，如GC-FID所确定。
55.实施方案52-54中任一项的方法，其中所述部分为选自-F和-CF3的吸电子基团。
56.实施方案52-54中任一项的方法，其中所述部分为定向金属化基团，其选自-OR13、-NR14R15、-C(＝O)R16、-OC(＝O)R16、氰基、-SO2R16、-SOR16或C1-C6氨基烷基，
其中R13、R14和R15每次出现时各自独立地为氢、C1-C6烷基或芳基且R16每次出现时独立地为氢、-OR13、-NR14R15、C1-C6烷基或芳基。
57.实施方案52-56中任一项的方法，其中所述芳族底物选自取代的芳基化合物、取代的六元杂芳族化合物、取代的五元杂芳族化合物及它们的组合。
58.实施方案54-57中任一项的方法，其中所述芳族底物包括下式所定义的化合物
其中
X是选自吸电子基团或定向金属化基团的部分；
R1是氢、卤素、-OR4、-NR5R6、-C(＝O)R7、氰基、C1-C6烷基或C1-C6卤代烷基；
R2是氢、卤素、-OR4、-NR5R6、-C(＝O)R7、氰基、C1-C6烷基或C1-C6卤代烷基；
R3是氢、卤素、-OR4、-NR5R6、-C(＝O)R7、氰基、C1-C6烷基或C1-C6卤代烷基；
R4、R5和R6每次出现时各自独立地为氢或C1-C6烷基；和
R7每次出现时独立地为氢、-OR4、-NR5R6或C1-C6烷基；
所述第一硼基化芳烃包括如下式所定义的化合物
其中
X、R1、R2和R3如上所述，且Y为硼酸或硼酸衍生物；和
当所述第二硼基化芳烃形成时，其包括下式所定义的化合物
其中
X、R1、R2和R3如上所述，且Y为硼酸或硼酸衍生物。
59.实施方案52-58中任一项的方法，其中第一硼基化芳烃包括在所述部分邻位的硼酸衍生物，所述硼酸衍生物选自如下中的一种：
60.实施方案52-59中任一项的方法，其中所述芳族底物包括1-氯-3-氟-2-取代的苯。
61.实施方案52-60中任一项的方法，其中所述芳族底物包括1-氯-3-氟-2-甲氧基苯。
62.实施方案52-61中任一项的方法，其中所述第一硼基化芳烃包括(4-氯-2-氟-3-甲氧基苯基)硼酸或(4-氯-2-氟-3-甲氧基苯基)-硼酸衍生物。
63.实施方案54-62中任一项的方法，其中所述第一硼基化芳烃与所述第二硼基化芳烃的摩尔比为至少3:1。
64.实施方案54-63中任一项的方法，其中向所述第一硼基化芳烃和所述第二硼基化芳烃转化的百分比为至少30％。
65.实施方案54-64中任一项的方法，其中向所述第一硼基化芳烃和所述第二硼基化芳烃转化的百分比为至少50％。
66.实施方案52-65中任一项的方法，其中所述铱前体络合物包括Ir(I)-环辛二烯前体络合物。
67.实施方案66的方法，其中所述Ir(I)-环辛二烯前体络合物选自[Ir(OMe)cod]2、[Ir(Cl)cod]2、[Ir(cod)2]BF4、[Ir(OH)cod]2、[Ir(OPh)cod]2、[Ir(OAc)cod]2、(Ind)Ir(cod)、Ir(acac)cod、(dtbpy)Ir(BPin)3(cod)、(tmp)Ir(BPin)3(cod)及其组合。
68.实施方案52-65中任一项的方法，其中所述铱前体络合物包括Ir(I)-环辛烯前体络合物。
69.实施方案68的方法，其中所述Ir(I)-环辛烯前体络合物选自[Ir(OMe)coe]2、[Ir(Cl)coe]2、[Ir(coe)2]BF4、[Ir(OH)coe]2、[Ir(OPh)coe]2、[Ir(OAc)coe]2、(Ind)Ir(coe)、Ir(acac)coe、(dtbpy)Ir(BPin)3(coe)、(tmp)Ir(BPin)3(coe)、[IrCl(coe)2]2及其组合。
70.实施方案52-65中任一项的方法，其中所述铱前体络合物包括Ir(I)-均三甲苯前体络合物。
71.实施方案70的方法，其中所述Ir(I)-均三甲苯前体络合物选自(MesH)Ir(BPin)(B(OR11)2)、(MesH)Ir(BPin)3及其组合，其中BPin是频哪醇硼烷，且R11是氢、直链或支链C1-C8烷基、芳基或C3-C8环烷基。
72.实施方案52-65中任一项的方法，其中所述铱前体络合物包括Ir(I)-膦前体络合物。
73.实施方案72的方法，其中所述Ir(I)-膦前体络合物选自(dppbz)Ir(BPin)3、(Ind)Ir(dppe)、(PMe3)2IrH5、((R11)3P)2IrH5、((R11)3P)3Ir(B(OR11)2)3、((R11)2P)2Ir(BPin)3、(((R11)2P)3Ir((R11O)2B)3)2、((R11)3P)4Ir(BPin)、((R11)3P)2IrHx(B(OR11)2)5-x及其组合，其中x是0-4的整数，dppbz是1,2-双(二苯基膦基)苯，BPin是频哪醇硼烷，且R11是氢、直链或支链C1-C8烷基、芳基或C3-C8环烷基。
74.实施方案52-65中任一项的方法，其中所述铱前体络合物包括Ir(I)-1,2,3,4,5-甲基环戊二烯基前体络合物。
75.实施方案74的方法，其中所述Ir(I)-1,2,3,4,5-甲基环戊二烯基前体络合物选自(Cp*)Ir(H)2(Me3P)、(Cp*)Ir(H)(BPin)(Me3P)、(Cp*)Ir(H)(C6H5)(Me3P)及其组合。
76.实施方案52-75中任一项的方法，其中所述单齿吡啶配体包括下式所定义的化合物
其中A每次出现时独立地为氢、卤素、-OR13、-NR14R15、-C(＝O)R16、-OC(＝O)R16、氰基、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基和C1-C6氨基烷基，其中R13、R14和R15每次出现时各自独立地为氢、C1-C6烷基或芳基且R16每次出现时独立地为氢、-OR13、-NR14R15、C1-C6烷基或芳基，
前提是一个或多个A不为氢。
77.实施方案76的方法，其中所述单齿吡啶配体包括下式所定义的吡啶
其中A每次出现时独立地为氢、卤素、-OR13、-NR14R15、-C(＝O)R16、-OC(＝O)R16、氰基、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基和C1-C6氨基烷基，其中R13、R14和R15每次出现时各自独立地为氢、C1-C6烷基或芳基且R16每次出现时独立地为氢、-OR13、-NR14R15、C1-C6烷基或芳基，
前提是一个或多个A不为氢。
78.实施方案76-77中任一项的方法，其中所述单齿吡啶配体包括下式所定义的吡啶
其中A每次出现时独立地为氢、卤素、-OR13、-NR14R15、-C(＝O)R16、-OC(＝O)R16、氰基、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基和C1-C6氨基烷基，其中R13、R14和R15每次出现时各自独立地为氢、C1-C6烷基或芳基且R16每次出现时独立地为氢、-OR13、-NR14R15、C1-C6烷基或芳基，和
Z1为卤素、-OR13、-NR14R15、-C(＝O)R16、-OC(＝O)R16、氰基、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基和C1-C6氨基烷基，其中R13、R14和R15每次出现时各自独立地为氢、C1-C6烷基或芳基且R16每次出现时独立地为氢、-OR13、-NR14R15、C1-C6烷基或芳基。
79.实施方案76-78中任一项的方法，其中所述单齿吡啶配体包括下式所定义的吡啶
其中A为氢、卤素、-OR13、-NR14R15、-C(＝O)R16、-OC(＝O)R16、氰基、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基和C1-C6氨基烷基，其中R13、R14和R15每次出现时各自独立地为氢、C1-C6烷基或芳基且R16每次出现时独立地为氢、-OR13、-NR14R15、C1-C6烷基或芳基，和
Z1每次出现时独立地为卤素、-OR13、-NR14R15、-C(＝O)R16、-OC(＝O)R16、氰基、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基和C1-C6氨基烷基，其中R13、R14和R15每次出现时各自独立地为氢、C1-C6烷基或芳基且R16每次出现时独立地为氢、-OR13、-NR14R15、C1-C6烷基或芳基。
80.实施方案76-77任一项的方法，其中所述单齿吡啶配体包括下式所定义的吡啶
其中A每次出现时独立地为氢、卤素、-OR13、-NR14R15、-C(＝O)R16、-OC(＝O)R16、氰基、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基和C1-C6氨基烷基，其中R13、R14和R15每次出现时各自独立地为氢、C1-C6烷基或芳基且R16每次出现时独立地为氢、-OR13、-NR14R15、C1-C6烷基或芳基，和
Z1为卤素、-OR13、-NR14R15、-C(＝O)R16、-OC(＝O)R16、氰基、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基和C1-C6氨基烷基，其中R13、R14和R15每次出现时各自独立地为氢、C1-C6烷基或芳基且R16每次出现时独立地为氢、-OR13、-NR14R15、C1-C6烷基或芳基。
81.实施方案76的方法，其中所述单齿吡啶配体包括下式所定义的吡啶
其中Z1每次出现时独立地为卤素、-OR13、-NR14R15、-C(＝O)R16、-OC(＝O)R16、氰基、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基和C1-C6氨基烷基，其中R13、R14和R15每次出现时各自独立地为氢、C1-C6烷基或芳基且R16每次出现时独立地为氢、-OR13、-NR14R15、C1-C6烷基或芳基。
82.实施方案78-81中任一项的方法，其中Z1每次出现时独立地为-F、-Cl、-CF3、-Me、-OMe、-CH2NH2、-NHMe、-NMe2、-NPh2、苯基、异丙基、叔丁基或-COCH3。
83.实施方案52-82中任一项的方法，其中所述硼基化试剂选自以下的一个或多个：
84.实施方案52-83中任一项的方法，其中所述芳族底物、第一硼基化芳烃和当形成时的第二硼基化芳烃还包含选自-Cl和-Br的取代基。
85.实施方案58-84中任一项的方法，其中所述芳族底物包括下式所定义的化合物
其中
X为选自吸电子基团或定向金属化基团的部分；
R1是氢、卤素、-OR4、-NR5R6、-C(＝O)R7、氰基、C1-C6烷基或C1-C6卤代烷基；
R2是氢、卤素、-OR4、-NR5R6、-C(＝O)R7、氰基、C1-C6烷基或C1-C6卤代烷基；
R3为-Cl和-Br；
R4、R5和R6每次出现时各自独立地为氢或C1-C6烷基；和
R7每次出现时独立地为氢、-OR4、-NR5R6或C1-C6烷基；
所述第一硼基化芳烃包括下式所定义的化合物
其中
X、R1、R2和R3如上所述，且Y为硼酸或硼酸衍生物；和
当所述第二硼基化芳烃形成时，其包括下式所定义的化合物
其中
X、R1、R2和R3如上所述，且Y为硼酸或硼酸衍生物，
其中所述第一硼基化芳烃与第二硼基化芳烃的摩尔比为至少25:1，如GC-FID所确定。
86.实施方案85的方法，其中所述方法还包括还原性地脱卤化所述第一硼基化芳烃以获得脱卤化的硼基化芳烃。
87.实施方案86的方法，其中还原性地脱卤化所述第一硼基化芳烃包括将所述第一硼基化芳烃与聚甲基氢硅氧烷(PMHS)和过渡金属催化剂在有效还原性地脱卤化所述第一硼基化芳烃的条件下接触。
88.实施方案87的方法，其中所述过渡金属催化剂包括醋酸钯(II)。
89.实施方案86的方法，其中还原性地脱卤化所述第一硼基化芳烃包括将所述第一硼基化芳烃与甲酸盐和过渡金属催化剂在有效地还原性脱卤化所述第一硼基化芳烃的条件下接触。
90.实施方案89的方法，其中所述过渡金属催化剂包括钯/炭。
91.实施方案89或90的方法，其中所述甲酸盐包括甲酸铵。
92.实施方案86-91中任一项的方法，其中使用一锅合成法进行所述第一硼基化芳烃的形成和还原性脱卤化，以形成脱卤化硼基化芳烃。
93.实施方案52-92中任一项的方法，其还包括将所述第一硼基化芳烃或所述脱卤化硼基化芳烃与选自芳基卤化物、芳基类卤化物、乙烯基卤化物和乙烯基类卤化物的反应物和过渡金属催化剂接触以使所述第一硼基化芳烃或所述脱卤化硼基化芳烃和所述反应物交叉偶联。
94.形成硼基化的芳烃的方法，其包括：
提供底物，其包括具有1-3个取代基的取代的芳烃环，其中所述芳烃环在对CH-活化有电性优势的第一位置是未取代的且在对CH-活化有空间优势的第二位置是未取代的；和
将所述底物与铱前体络合物、选自单齿配体和二齿配体的配体和硼基化试剂在有效形成第一硼基化芳烃和任选地第二硼基化芳烃的条件下接触；
其中所述第一硼基化芳烃包括取代的芳烃环，其具有1-3个取代基和在第一位置的硼酸或硼酸衍生物，
其中当所述第二硼基化芳烃形成时，其包括取代的芳烃环，其具有1-3个取代基和在第二位置的硼酸或硼酸衍生物，和
其中所述第一硼基化芳烃与第二硼基化芳烃的摩尔比为至少1:1，如GC-FID所确定。
95.实施方案94的方法，其中所述芳烃环包括苯环。
96.实施方案94的方法，其中所述芳烃环包括吡啶环。
97.实施方案96的方法，其中所述吡啶环包括2,4-二取代的吡啶环。
98.实施方案96的方法，其中所述吡啶环包括2,6-二取代的吡啶环。
99.实施方案96的方法，其中所述吡啶环包括2,4,6-三取代的吡啶环。
100.实施方案96的方法，其中所述吡啶环包括2-取代的吡啶环。
101.实施方案94-100中任一项的方法，其中所述1-3个取代基独立地选自卤素、-OR13、-NR14R15、-C(＝O)R16、-OC(＝O)R16、氰基、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基和C1-C6氨基烷基，
其中R13、R14和R15每次出现时各自独立地为氢、C1-C6烷基或芳基且R16每次出现时独立地为氢、-OR13、-NR14R15、C1-C6烷基或芳基。
102.实施方案94-100中任一项的方法，其中所述芳烃环包含选自-F和-CF3的吸电子基团。
103.实施方案94-102中任一项的方法，其中所述第一硼基化芳烃包括在所述吸电子基团邻位的硼酸衍生物，其选自如下中的一个：
104.实施方案94-103中任一项的方法，其中所述第一硼基化芳烃与所述第二硼基化芳烃的摩尔比为至少3:1。
105.实施方案94-104中任一项的方法，其中向所述第一硼基化芳烃和所述第二硼基化芳烃转化的百分比为至少30％。
106.实施方案94-105中任一项的方法，其中向所述第一硼基化芳烃和所述第二硼基化芳烃转化的百分比为至少50％。
107.实施方案94-106中任一项的方法，其中所述铱前体络合物包括Ir(I)-环辛二烯前体络合物。
108.实施方案107的方法，其中所述Ir(I)-环辛二烯前体络合物选自[Ir(OMe)cod]2、[Ir(Cl)cod]2、[Ir(cod)2]BF4、[Ir(OH)cod]2、[Ir(OPh)cod]2、[Ir(OAc)cod]2、(Ind)Ir(cod)、Ir(acac)cod、(dtbpy)Ir(BPin)3(cod)、(tmp)Ir(BPin)3(cod)及其组合。
109.实施方案94-106中任一项的方法，其中所述铱前体络合物包括Ir(I)-环辛烯前体络合物。
110.实施方案109的方法，其中所述Ir(I)-环辛烯前体络合物选自[Ir(OMe)coe]2、[Ir(Cl)coe]2、[Ir(coe)2]BF4、[Ir(OH)coe]2、[Ir(OPh)coe]2、[Ir(OAc)coe]2、(Ind)Ir(coe)、Ir(acac)coe、(dtbpy)Ir(BPin)3(coe)、(tmp)Ir(BPin)3(coe)、[IrCl(coe)2]2及其组合。
111.实施方案94-106中任一项的方法，其中所述铱前体络合物包括Ir(I)-均三甲苯前体络合物。
112.实施方案111的方法，其中所述Ir(I)-均三甲苯前体络合物选自(MesH)Ir(BPin)(B(OR11)2)、(MesH)Ir(BPin)3及其组合，其中BPin是频哪醇硼烷，且R11是氢、直链或支链C1-C8烷基、芳基或C3-C8环烷基。
113.实施方案94-106中任一项的方法，其中所述铱前体络合物包括Ir(I)-膦前体络合物。
114.实施方案113的方法，其中所述Ir(I)-膦前体络合物选自(dppbz)Ir(BPin)3、(Ind)Ir(dppe)、(PMe3)2IrH5、((R11)3P)2IrH5、((R11)3P)3Ir(B(OR11)2)3、((R11)2P)2Ir(BPin)3、(((R11)2P)3Ir((R11O)2B)3)2、((R11)3P)4Ir(BPin)、((R11)3P)2IrHx(B(OR11)2)5-x及其组合，其中x是0-4的整数，dppbz为1,2-双(二苯基膦基)苯，BPin为频哪醇硼烷和R11为氢、直链或支链C1-C8烷基、芳基或C3-C8环烷基。
115.实施方案94-106中任一项的方法，其中所述铱前体络合物包括Ir(I)-1,2,3,4,5-甲基环戊二烯基前体络合物。
116.实施方案115的方法，其中所述Ir(I)-1,2,3,4,5-甲基环戊二烯基前体络合物选自(Cp*)Ir(H)2(Me3P)、(Cp*)Ir(H)(BPin)(Me3P)、(Cp*)Ir(H)(C6H5)(Me3P)及其组合。
117.实施方案94-106中任一项的方法，其中所述配体包括二齿配体。
118.实施方案117的方法，其中所述二齿配体包括缺电子二齿配体。
119.实施方案117或118的方法，其中所述二齿配体包括被一个或多个吸电子取代基取代的2,2’-联吡啶。
120.实施方案117-119中任一项的方法，其中所述二齿配体包括被一个或多个三氟甲基取代的2,2’-联吡啶。
121.实施方案117-120中任一项的方法，其中所述二齿配体包括式IVa、式IVb或式IVc所定义的化合物
其中n为0、1、2或3且R10每次出现时独立地为氢、卤素、氰基、硝基、C1-C6烷基或C1-C6全氟烷基，前提是当所述二齿配体包括式IVa或式IVb所定义的化合物时，则一个或多个R10不为氢。
122.实施方案121的方法，其中一个或多个R10选自-F和-CF3。
123.实施方案117-122中任一项的方法，其中所述二齿配体选自以下中的一个或多个：
124.实施方案94-106中任一项的方法，其中所述配体包括单齿配体。
125.实施方案124的方法，其中所述单齿配体包括吡啶配体。
126.实施方案125的方法，其中所述吡啶配体包括下式所定义的吡啶
其中A每次出现时独立地为氢、卤素、-OR13、-NR14R15、-C(＝O)R16、-OC(＝O)R16、氰基、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基和C1-C6氨基烷基，其中R13、R14和R15每次出现时各自独立地为氢、C1-C6烷基或芳基且R16每次出现时独立地为氢、-OR13、-NR14R15、C1-C6烷基或芳基，
前提是一个或多个A不为氢。
127.实施方案125或126的方法，其中吡啶配体包括下式所定义的吡啶
其中A每次出现时独立地为氢、卤素、-OR13、-NR14R15、-C(＝O)R16、-OC(＝O)R16、氰基、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基和C1-C6氨基烷基，其中R13、R14和R15每次出现时各自独立地为氢、C1-C6烷基或芳基且R16每次出现时独立地为氢、-OR13、-NR14R15、C1-C6烷基或芳基，
前提是一个或多个A不为氢。
128.实施方案125-127中任一项的方法，其中所述吡啶配体包括下式所定义的吡啶
其中A每次出现时独立地为氢、卤素、-OR13、-NR14R15、-C(＝O)R16、-OC(＝O)R16、氰基、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基和C1-C6氨基烷基，其中R13、R14和R15每次出现时各自独立地为氢、C1-C6烷基或芳基且R16每次出现时独立地为氢、-OR13、-NR14R15、C1-C6烷基或芳基，和
Z1为卤素、-OR13、-NR14R15、-C(＝O)R16、-OC(＝O)R16、氰基、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基和C1-C6氨基烷基，其中R13、R14和R15每次出现时各自独立地为氢、C1-C6烷基或芳基且R16每次出现时独立地为氢、-OR13、-NR14R15、C1-C6烷基或芳基。
129.实施方案125-128中任一项的方法，其中所述吡啶配体包括下式所定义的吡啶
其中A为氢、卤素、-OR13、-NR14R15、-C(＝O)R16、-OC(＝O)R16、氰基、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基和C1-C6氨基烷基，其中R13、R14和R15每次出现时各自独立地为氢、C1-C6烷基或芳基且R16每次出现时独立地为氢、-OR13、-NR14R15、C1-C6烷基或芳基，和
Z1每次出现时独立地为卤素、-OR13、-NR14R15、-C(＝O)R16、-OC(＝O)R16、氰基、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基和C1-C6氨基烷基，其中R13、R14和R15每次出现时各自独立地为氢、C1-C6烷基或芳基且R16每次出现时独立地为氢、-OR13、-NR14R15、C1-C6烷基或芳基。
130.实施方案125-127中任一项的方法，其中所述吡啶配体包括下式所定义的吡啶
其中A每次出现时独立地为氢、卤素、-OR13、-NR14R15、-C(＝O)R16、-OC(＝O)R16、氰基、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基和C1-C6氨基烷基，其中R13、R14和R15每次出现时各自独立地为氢、C1-C6烷基或芳基且R16每次出现时独立地为氢、-OR13、-NR14R15、C1-C6烷基或芳基，和
Z1为卤素、-OR13、-NR14R15、-C(＝O)R16、-OC(＝O)R16、氰基、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基和C1-C6氨基烷基，其中R13、R14和R15每次出现时各自独立地为氢、C1-C6烷基或芳基且R16每次出现时独立地为氢、-OR13、-NR14R15、C1-C6烷基或芳基。
131.实施方案125或126的方法，其中所述吡啶配体包括下式所定义的吡啶
其中Z1每次出现时独立地为卤素、-OR13、-NR14R15、-C(＝O)R16、-OC(＝O)R16、氰基、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基和C1-C6氨基烷基，其中R13、R14和R15每次出现时各自独立地为氢、C1-C6烷基或芳基且R16每次出现时独立地为氢、-OR13、-NR14R15、C1-C6烷基或芳基。
132.实施方案128-131中任一项的方法，其中Z1每次出现时独立地为-F、-Cl、-CF3、-Me、-OMe、-CH2NH2、-NHMe、-NMe2、-NPh2、苯基、异丙基、叔丁基或-COCH3。
133.实施方案94-132中任一项的方法，其中所述硼基化试剂选自以下的一个或多个：
134.实施方案94-133中任一项的方法，其中所述取代的芳烃环、第一硼基化芳烃和当形成时的第二硼基化芳烃包含选自-Cl和-Br的取代基。
135.实施方案134的方法，其中所述方法还包括还原性地脱卤化所述第一硼基化芳烃以获得脱卤化的硼基化芳烃。
136.实施方案135的方法，其中还原性地脱卤化所述第一硼基化芳烃包括将所述第一硼基化芳烃与聚甲基氢硅氧烷(PMHS)和过渡金属催化剂在有效还原性地脱卤化所述第一硼基化芳烃的条件下接触。
137.实施方案136的方法，其中所述过渡金属催化剂包括醋酸钯(II)。
138.实施方案135的方法，其中还原性地脱卤化所述第一硼基化芳烃包括将所述第一硼基化芳烃与甲酸盐和过渡金属催化剂在有效还原性地脱卤化所述第一硼基化芳烃的条件下接触。
139.实施方案138的方法，其中所述过渡金属催化剂包括钯/炭。
140.实施方案138或139的方法，其中所述甲酸盐包括甲酸铵。
141.实施方案135-140中任一项的方法，其中使用一锅合成法进行所述第一硼基化芳烃的形成和还原性脱卤化，以形成脱卤化硼基化芳烃。
142.实施方案94-141中任一项的方法，其还包括将所述第一硼基化芳烃或所述脱卤化硼基化芳烃与选自芳基卤化物、芳基类卤化物、乙烯基卤化物和乙烯基类卤化物的反应物和过渡金属催化剂接触以使所述第一硼基化芳烃或所述脱卤化硼基化芳烃和所述反应物交叉偶联。
通过非限制性描述的方式，本发明的一些实施方案的实施例在下文中给出。
实施例
原料和方法
除非另外说明，否则反应是在烘箱干燥的玻璃器皿中，在氮气气氛下进行的，伴有磁力搅拌并用1H NMR波谱监测。四氢呋喃(THF)是在氮气下从钠/二苯甲酮中新鲜蒸馏出。醋酸钯(II)(Pd(OAc)2)购自Strem Chemicals，Inc.(Newburyport，MA)，无水A.C.S.-级氟化钾(KF)和聚甲基氢硅氧烷(PMHS)购自Sigma Aldrich(St.Louis，MO)。快速色谱或柱色谱是用购自Silicycle(Quebec City，Canada)的硅胶(230-400目)进行的。1H NMR、13C NMR、19F和11B NMR谱是使用配有运行VnmrJ 3.2A的7600AS 96样品自动进样器的Agilent DirectDrive2 500MHz NMR波谱仪(1H NMR是用500MHz，13CNMR是用125MHz，19F NMR是用470MHz和11B NMR是用160MHz)进行记录。熔点在Thomas-Hoover毛细管熔点仪上进行测量。精确质量分析是在密歇根州立大学质谱服务中心，使用Waters GCT Premier气相色谱/飞行时间质谱仪记录的；该产物使用电子电离源，以正模式操作进行离子化。
实施例1.1-氯-3-氟-2-取代的苯的硼基化
1-氯-3-氟-2-取代的苯是多种重要化合物(包括除草剂)的重要的合成性构造单元。研究了铱-催化剂催化1-氯-3-氟-2-取代的苯的硼基化的能力，其相对于在所述氟取代基的间位(空间优势的反应产物，称为“空间产物”)优选在所述氟取代基的邻位(电性优势的反应产物，称为“电性产物”)进行。
1-氯-3-氟-2-取代的苯的硼基化的一般操作
下面的反应方案显示了用于硼基化代表性的1-氯-3-氟-2-取代的苯的反应条件。
在氮气氛的手套箱中，称取双(频哪醇合)二硼(B2Pin2；254毫克(mg)，1.0毫摩尔(mmol))，装在20毫升(mL)小瓶中并溶于THF(2mL)中。并将所得溶液转移到10mL的容量瓶中。将该小瓶用THF(3×1mL)洗涤并将所得溶液转移至该容量瓶中。将该容量瓶中的溶液用THF稀释至10mL刻度，得到0.10摩尔浓度(M)的B2Pin2母液。称取双(1,5-环辛二烯)二-μ-甲氧基二铱(I)([Ir(OMe)cod]2；33.1mg，0.050mmol)，装在20mL的小瓶中并溶于THF(2mL)中。将该所得溶液转移到10mL容量瓶中。将该小瓶用THF(3×1mL)洗涤并将所得溶液转移至该容量瓶中。将该容量瓶中的溶液用THF稀释至10mL刻度处，得到0.0050M的[Ir(OMe)cod]2母液。称取配体(0.10mmol)，装在20mL小瓶中并溶于THF(2mL)中。将所得溶液转移到10mL容量瓶中。将该小瓶用THF(3×1mL)洗涤并将所得溶液转移至所述容量瓶中。将该容量瓶中的溶液用THF稀释至10mL刻度处，得到0.010M配体母液。
向J-Young核磁管中装入所述0.0050M[Ir(OMe)cod]2母液(200微升(μL)，0.001mmol)、所述0.10M B2Pin2母液(1.0mL，0.1mmol)和所述0.010M配体母液(200μL，0.002mmol)。将所述底物(1.0mmol)加至该管中。盖好该J-Young核磁管并充分振荡以混合所述液体，从手套箱中移出并在80℃油浴中加热。将该反应进程通过将所述管不时地从油浴中移出并获取19F和11BNMR谱进行监测。判断该反应完成后，将挥发物通过旋转蒸发除去。然后将该残余物用Kugelrohr蒸馏纯化，得到硼基化产物的区域化学混合物。空间产物与电性产物的比例通过19F NMR波谱和GC-FID测定。
2-氯-6-氟甲苯的硼基化
2-氯-6-氟甲苯是使用上述一般操作，使用二(吡啶-2-基)甲烷作为所述配体进行硼基化。该反应进行96h，得到76:24比例的2-(3-氯-5-氟-4-甲基苯基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷(空间产物)和2-(4-氯-2-氟-3-甲基苯基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷(电性产物)，其为白色固体(49.3mg，91％以硼计)。
对于2-(3-氯-5-氟-4-甲基苯基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷(主要产物)：1H NMR(500MHz，丙酮-d6)δ7.51(s，1H)，7.30(d，J＝9.3Hz，1H)，2.31(d，J＝2.5Hz，3H)，1.34(s，12H)；19F NMR(470MHz，丙酮-d6)δ-115.0(dt，J＝9.3，2.5Hz)；13C NMR(125MHz，丙酮-d6)δ162.3(d，J＝247.0Hz)，136.5(d，J＝4.8Hz)，132.0(d，J＝2.9Hz)，128.4(d，J＝20.0Hz)，120.2，(d，J＝21.9Hz)，85.3，25.2，12.2(d，J＝4.3Hz)。
对于2-(4-氯-2-氟-3-甲基苯基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷(次要产物)：1H NMR(500MHz，丙酮-d6)δ7.51(m，1H)，7.23(d，J＝8.3Hz，1H)，2.23(d，J＝2.5Hz，3H)，1.34(s，12H)；19F NMR(470MHz，丙酮-d6)δ-102.4(m)；13C NMR(125MHz，丙酮-d6)δ166.9(d，J＝252.7Hz)，136.9(d，J＝6.7Hz)，135.8(d，J＝9.5Hz)，126.0(d，J＝3.8Hz)，125.0(d，J＝21.0Hz)，84.8，25.2，11.8(d，J＝4.8Hz)。
2-氯-6-氟-N,N-二甲基苯胺的硼基化
2-氯-6-氟-N,N-二甲基苯胺是使用上述一般操作，使用4,4’-二-叔丁基-2,2’-联吡啶作为所述配体进行硼基化的。该反应进行6h，得到69:31比例的2-氯-6-氟-N,N-二甲基-4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷-2-基)苯胺(空间产物)和6-氯-2-氟-N,N-二甲基-3-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷-2-基)苯胺(电性产物)，其为无色油(53.8mg，90％以硼计)。
对于2-氯-6-氟-N,N-二甲基-4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷-2-基)苯胺(主要产物)：1H NMR(500MHz，CDCl3)δ7.51(s，1H)，7.28(d，J＝12.2Hz，1H)，2.83(d，J＝2.5Hz，6H)，1.26(s，12H)；19F NMR(470MHz，CDCl3)δ-120.2(d，J＝11.6Hz)。
对于6-氯-2-氟-N,N-二甲基-3-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷-2-基)苯胺(次要产物)：1H NMR(500MHz，CDCl3)δ7.31(dd，J＝7.8，5.9Hz，1H)，7.08(d，J＝7.8Hz，1H)，2.79(d，J＝2.5Hz，6H)，1.30(s，12H)；19FNMR(470MHz，CDCl3)δ-108.4(br)。
对于混合物：13C NMR(125MHz，CDCl3)δ165.4(d，J＝255.6Hz)，159.7(d，J＝250.8Hz)，140.4(d，J＝12.4Hz)，137.7(d，J＝16.2Hz)，137.0(d，J＝7.6Hz)，132.0(d，J＝2.9Hz)，131.9，131.8(d，J＝10.5Hz)，125.3(d，J＝3.8Hz)，121.0(d，J＝20.0Hz)，84.1，83.9，43.4(d，J＝4.5Hz)，43.2(d，J＝4.8Hz)，24.7。
1-氯-2-乙氧基-3-氟苯的硼基化
1-氯-2-乙氧基-3-氟苯是使用上述一般操作，使用4,4’-二-叔丁基-2,2’-联吡啶作为配体进行硼基化的。该反应进行12h，得到64:36比例的2-(3-氯-4-乙氧基-5-氟苯基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷(空间产物)和2-(4-氯-3-乙氧基-2-氟苯基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷(电性产物)，其为无色油(53.5mg，89％以硼计)。
对于2-(3-氯-4-乙氧基-5-氟苯基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷(主要产物)：1H NMR(500MHz，丙酮-d6)δ7.52(s，1H)，7.37(m，1H)，4.22(q，J＝6.9Hz，2H)，1.38(t，J＝6.9Hz，3H，与另一异构体重叠)，1.33(s，12H)；19F NMR(470MHz，丙酮-d6)δ-129.3(d，J＝10.0Hz)。
对于2-(4-氯-3-乙氧基-2-氟苯基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷(次要产物)：1H NMR(500MHz，丙酮-d6)δ7.37(m，1H)，7.24(dd，J＝8.3，1.4Hz，1H)，4.14(q，J＝6.9Hz，2H)，1.38(t，J＝6.9Hz，3H)，1.34(s，12H)；19F NMR(470MHz，丙酮-d6)δ-117.9(d，J＝5.0Hz)。
对于混合物：13C NMR(125MHz，丙酮-d6)δ161.5(d，J＝254.2Hz)，156.8(d，J＝248.9Hz)，146.7(d，J＝13.9Hz)，144.3(d，J＝15.7Hz)，132.8(d，J＝3.8Hz)，132.4(d，J＝3.1Hz)，131.6(d，J＝9.1Hz)，126.1(d，J＝3.6Hz)，121.7(d，J＝18.1Hz)，85.3，84.9，70.9(d，J＝5.1Hz)，70.8(d，J＝4.3Hz)，25.2，25.0，15.9，15.9。
1,2-二氯-3-氟苯的硼基化
1,2-二氯-3-氟苯是使用上述一般操作，使用4,4’-二-叔丁基-2,2’-联吡啶作为配体进行硼基化。该反应进行6h，得到60:40比例的2-(3,4-二氯-5-氟苯基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷(空间产物)和2-(3,4-二氯-2-氟苯基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷(电性产物)，其为白色固体(54.5mg，94％以硼计)。
对于2-(3,4-二氯-5-氟苯基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷(主要产物)：1H NMR(500MHz，CD3CN)δ7.53(s，1H)，7.34(dd，J＝8.8，1.5Hz，1H)，1.28(s，12H)；19F NMR(470MHz，CD3CN)δ-120.0(d，J＝8.3Hz)；13C NMR(125MHz，CD3CN)δ159.4(d，J＝250.8Hz)，134.3，132.2(d J＝2.9Hz)，123.8(d，J＝20.0Hz)，120.8(d，J＝20.0Hz)，85.7，25.2。
对于2-(3,4-二氯-2-氟苯基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷(次要产物)：1H NMR(500MHz，CD3CN)δ7.48(dd，J＝7.8，5.9Hz，1H)，7.25(dd，J＝7.8，1.0Hz，1H)，1.30(s，12H)；19F NMR(470MHz，CD3CN)δ-100.7(d，J＝5.0Hz)；13C NMR(125.72MHz，CD3CN)δ163.4(d，J＝254.6Hz)，137.5，135.5(d，J＝9.5Hz)，126.6(d，J＝3.8Hz)，121.1(d，J＝21.9Hz)，85.4，25.2。
1-氯-2,3-二氟苯的硼基化
1-氯-2,3-二氟苯是使用上述一般操作，使用4,4’-二-叔丁基-2,2’-联吡啶作为所述配体进行硼基化的。该反应进行12h，得到55:45比例的2-(3-氯-4,5-二氟苯基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷(空间产物)和2-(4-氯-2,3-二氟苯基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷(电性产物)，其为白色固体(50.5mg，92％以硼计)。
对于2-(3-氯-4,5-二氟苯基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷(主要产物)：1H NMR(500MHz，CDCl3)δ7.58(dt，J＝6.9，1.5Hz，1H)，7.46(m，1H)，1.31(s，12H)；19F NMR(470MHz，CD3CN)δ-134.5(m，1F)，-135.9(dd，J＝21.6，10.0Hz，1F)。
对于2-(4-氯-2,3-二氟苯基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷(次要产物)：1H NMR(500MHz，CDCl3)δ7.38(m，1H)，7.13(m，1H)，1.33(s，12H)；19F NMR(470MHz，CD3CN)δ-125.5(dd，J＝21.6，5.0Hz，1F)，-139.9(dd，J＝20.7，5.8Hz，1F)。
对于混合物：13C NMR(125MHz，CDCl3)δ155.0(dd，J＝255.7，11.6Hz)，150.7(dd，J＝251.9，12.0Hz)，149.0(dd，J＝254.5，14.7Hz)，147.1(dd，J＝251.3，16.5Hz)，131.8(d，J＝3.3Hz)，130.6(dd，J＝8.1，5.2Hz)，125.6(dd，J＝14.4，1.8Hz)，125.1，(dd，J＝3.7，1.5Hz)，122.3(d，J＝14.3Hz)，121.5(d，J＝15.7Hz)，84.6，84.4，24.8，24.8。
1-氯-2-乙氧基-3-氟苯的硼基化
下面的反应方案显示了使1-氯-2-乙氧基-3-氟苯硼基化的反应方法。
在氮气气氛的手套箱中，将[Ir(OMe)cod]2(33.1mg，0.05mmol)置于20mL小瓶中。将该固体部分地溶于N-甲基吡咯烷-2-酮(NMP；1mL)中并转移至10mL容量瓶中。将该小瓶中剩余的残余物用NMP(4×1mL)处理并将所得溶液转移至所述容量瓶中。然后将该混合物用NMP稀释至10mL刻度处，得到0.005M[Ir(OMe)cod]2母液。将4,4',5,5'-四氢-2,2'-联噁唑(box；14.0mg，0.1mmol)置于20mL小瓶中。将该固体部分地溶于NMP(1mL)并转移至10mL容量瓶中。将该小瓶中剩余的残余物用NMP(4×1mL)处理并将所得溶液转移至所述容量瓶中。将该混合物用NMP稀释至10mL刻度处，得到0.01M浓度的box母液。
向配有小搅拌子并装有B2Pin2(254mg，1.0mmol)的20mL玻璃小瓶中加入[Ir(OMe)cod]2母液(2.0mL，0.01mmol[Ir(OMe)cod]2)和所述box母液(2.0mL，0.02mmol box)。将该混合物搅拌30分钟(min)。加入1-氯-2-乙氧基-3-氟苯(750μL，5mmol)。将该反应在室温(rt)搅拌24小时(h)。气相色谱-质谱(GC-MS)分析显示B2Pin2被全部消耗。GC-FID显示了65:35比例的电性产物:空间产物。将该粗制反应混合物用水(20mL)搅拌并用乙醚(Et2O；3x5mL)萃取。将该醚相用硫酸镁(MgSO4)干燥，过滤并将将溶剂减压除去。将该残余物用Kugelrohr蒸馏(2mmHg)纯化。所述第一馏分(rt)是起始的1-氯-2-乙氧基-3-氟苯，分离为无色油(得到411mg，47％基于底物)。所述第二馏分(约100℃)含有2-(4-氯-3-乙氧基-2-氟苯基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷和2-(3-氯-4-乙氧基-5-氟苯基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷的混合物(19F NMR：66:34比例的电性产物:空间产物，GC-FID：66:34比例的电性产物:空间产物)，其为无色油(152mg，25.3％以硼计)。
对于2-(3-氯-4-乙氧基-5-氟苯基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷(次要产物)：1H NMR(500MHz，丙酮-d6)δ7.52(s，1H)，7.37(m，1H，与另一异构体重叠)，4.22(q，J＝6.9Hz，2H)，1.38(t，J＝6.9Hz，3H，与另一异构体重叠)，1.33(s，12H，与另一异构体重叠)；19F NMR(470MHz，丙酮-d6)δ-129.3(d，J＝10.0Hz)。
对于2-(4-氯-3-乙氧基-2-氟苯基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷(主要产物)：1H NMR(500MHz，丙酮-d6)δ7.37(m，1H，与另一异构体重叠)，7.24(dd，J＝8.3，1.4Hz，1H)，4.14(q，J＝6.9Hz，2H)，1.38(t，J＝6.9Hz，3H，与另一异构体重叠)，1.34(s，12H，与另一异构体重叠)；19F NMR(470MHz，丙酮-d6)δ-117.9(d，J＝5.0Hz)。
对于混合物：13C NMR(125MHz，丙酮-d6)δ161.5(d，J＝254.2Hz)，156.8(d，J＝248.9Hz)，146.7(d，J＝13.9Hz)，144.3(d，J＝15.7Hz)，132.8(d，J＝3.8Hz)，132.4(d，J＝3.1Hz)，131.6(d，J＝9.1Hz)，126.1(d，J＝3.6Hz)，121.7(d，J＝18.1Hz)，85.3，84.9，70.9(d，J＝5.1Hz)，70.8(d，J＝4.3Hz)，25.2，25.0，15.9，15.9。
1,2-二氯-3-氟苯和2-氯-6-氟甲苯在各种条件下的硼基化
为了进一步评估上述硼基化方法，使用上述一般方法，将1,2-二氯-3-氟苯和2-氯-6-氟甲苯用各种配体进行硼基化。下面的反应方案表明了在硼基化1,2-二氯-3-氟苯和2-氯-6-氟甲苯中所用的反应方法。
这些实验的结果总结在表1中。如表1所示，通过在该硼基化反应中采用缺电子配体，例如4,4',5,5'-四氢-2,2'-联噁唑(box)，有利于所述电性产物。该硼基化反应分析还表明，通过在该硼基化反应中采用具有更低空间位阻的配体，有利于该电性产物。
表1.使用各种配体对1,2-二氯-3-氟苯和2-氯-6-氟甲苯进行硼基化反应的结果
a转化率基于硼原子。
2-氯-6-氟苄腈的硼基化
下面的反应方案表明了硼基化2-氯-6-氟苄腈所采用的反应方法。
在氮气气氛的手套箱中，在带有搅拌子的20mL小瓶中，将B2Pin2(127mg，0.5mmol)和[Ir(OMe)cod]2(3.3mg，0.005mmol)溶于Hünig碱(2mL)中。加入4,4'-双(三氟甲基)-2,2'-联吡啶(btfbpy；2.9mg，0.01mmol)。将所得溶液在室温搅拌1h。加入2-氯-6-氟苄腈(77.5mg，0.5mmol)。将该反应混合物在室温搅拌24h。GC-MS表明没有底物剩余并形成两种单硼基化产物。将挥发物通过旋转蒸发除去。将残余物与水(10mL)和Et2O(2mL)一起搅拌。分离醚相并将水相用Et2O(大约2×2mL)萃取。将合并的醚溶液用MgSO4干燥并将溶剂通过旋转蒸发除去。
将该残余物用Kugelrohr蒸馏纯化，得到41:59比例的2-氯-6-氟-4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷-2-基)苄腈(空间产物)和6-氯-2-氟-3-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷-2-基)苄腈(电性产物)的硼基化产物的区域化学混合物，其为白色固体(105.1mg，74％基于芳烃)。
对于2-氯-6-氟-4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷-2-基)苄腈(次要产物)：1H NMR(500MHz，CDCl3)δ7.67(s，1H)，7.47(d，J＝8.3Hz，1H)，1.32(s，12H)；19F NMR(470MHz，CD3CN)δ-104.2(d，J＝7.8Hz)。
对于6-氯-2-氟-3-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷-2-基)苄腈(主要产物)：1H NMR(500MHz，CDCl3)δ7.86(dd，J＝8.3，6.4Hz，1H)，7.31(d，J＝8.3Hz，1H)，1.31(s，12H)；19F NMR(470MHz，CD3CN)δ-92.2(d，J＝4.2Hz)。
对于混合物：13C NMR(125MHz，CDCl3)δ167.8(d，J＝266.8Hz)，163.1(d，J＝263.0Hz)，141.4(d，J＝10.3Hz)，140.6(d，J＝2.1Hz)，137.2，131.1(d，J＝3.3Hz)，125.2(d，J＝3.6Hz)，119.7(d，J＝18.1Hz)，111.3(d，J＝2.1Hz)，104.9(d，J＝18.1Hz)，103.1(d，J＝20.3Hz)，85.1，84.7，24.8，24.7。
高通量底物/配体筛选
上述硼基化反应的分析表明，通过在该硼基化反应中采用缺电子配体，例如4,4'-双(三氟甲基)-2,2'-联吡啶(btfbpy)、4,4',5,5'-四(三氟甲基)-2,2'-联吡啶(ttfbpy)或4,4',5,5'-四氢-2,2'-联噁唑(box)，更有利于所述电性产物。上述硼基化反应的分析还表明，通过在该硼基化反应中采用具有更低空间位阻的配体，更有利于所述电性产物。
使用高通量筛选测试进一步评估两种缺电子联吡啶配体(即，含有吸电子取代基的两种联吡啶)。下述反应方案表明了在该高通量筛选测试中用于评估底物/配体对的硼基化反应条件。
在氮气气氛的手套箱中，将B2Pin2(423.3mg，1.67mmol)、[Ir(OMe)cod]2(11.1mg，0.0167mmol)和配体(btfbpy(9.7mg，0.0332mmol)或ttfbpy(14.3mg，0.0332mmol))置于20mL小瓶中。将该固体部分溶于Hünig碱(1mL)中并转移至10mL容量瓶中。将该小瓶中的剩余残余物用Hünig碱(4×1mL)处理并将所得溶液转移至容量瓶中。将该混合物用Hünig碱稀释至10mL刻度。将小搅拌子加至该该烧瓶中并将该混合物在室温搅拌1h，得到B2Pin2/Ir/配体的母液。向配有小搅拌子并含有所述底物(1-氯-3-氟-2-取代的苯，在其2位被-CH3、-NMe2、-OEt、-Cl、-F或-CN取代；0.1mmol)的700μL玻璃小瓶中加入B2Pin2/Ir/配体母液(300μL，50.0μmol B2Pin2，0.50μmol[Ir(OMe)cod]2，1.0μmol配体)。将以此方式制备的各小瓶置于24孔高通量筛选块中。将该块密封，从该手套箱中移出并在磁力搅拌下在60℃加热板上加热12h。此时，从各小瓶中取出样品等分试样并用19F NMR波谱和GC-FID测定转化率和空间产物/电性产物的比例。
高通量筛选的结果如表2所示。在大多数情况下，占优势的是在该氟取代基的邻位对1-氯-3-氟-2-取代的苯进行硼基化(电性优势的反应产物)。
表2.高通量底物/配体筛选的结果。
a以硼原子计
实施例2.1-氯-3-氟-2-取代的苯的串联的硼基化/Suzuki偶联
硼基化芳烃为重要的合成中间体。例如，硼基化芳烃可参与各种交叉偶联反应，例如Suzuki型交叉偶联反应，从而获得众多高度官能化的有机化合物。因此，研究了本文所述的硼基化方法与随后的Suzuki偶联的兼容性。
1,2-二氯-3-氟苯的串联的C-H活化/硼基化和Suzuki偶联
在氮气手套箱中，在20mL小瓶中，将B2Pin2(254mg，1.0mmol)、[Ir(OMe)cod]2(6.6mg，0.010mmol，0.02mmol Ir)、btfbpy(6.3mg，0.020mmol)和1,2-二氯-3-氟苯(117μL，1.0mmol)溶于THF(2mL)中并在60℃搅拌12h。该粗制反应混合物的19F NMR分析显示，93％转化为67:33比例的产物。将该溶剂通过旋转蒸发除去。Kugelrohr蒸馏(0.2mmHg，150℃)得到2-(3,4-二氯-2-氟苯基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷和2-(3,4-二氯-5-氟苯基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷的混合物，固体，(256mg，88％，67:33比例)。
称取4-碘苯甲酸甲酯(228mg，0.87mmol)、K2CO3(218mg，1.58mmol)和双(三苯基膦)二氯化钯(Ⅱ)(Pd(PPh3)2Cl2；5.5mg，0.008mmol)，装入带搅拌子的螺旋盖试管中。加入水(1.6mL)以溶解该K2CO3并将2-(3,4-二氯-2-氟苯基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷和2-(3,4-二氯-5-氟苯基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷的混合物(232mg，0.80mmol混合物，67:33)在THF(6.4mL)中的溶液加至该螺旋盖试管中。将该二相混合物用氩气吹扫30min并盖好该管，在60℃油浴中加热。4h后，GC-MS分析显示出少量的碘化物、Suzuki偶联产物的重叠峰和无起始硼酸酯。该粗制反应混合物的19F NMR分析显示了具有1％未识别峰的68:32比例的两种Suzuki产物。
将该粗制反应混合物通过碱性氧化铝短垫过滤并将该垫用EtOAc洗涤。将该溶剂通过旋转蒸发除去。将该残余物在硅胶柱上，用己烷和Et2O的混合物(50:1)纯化，得到三种级分，3',4'-二氯-5'-氟-[1,1'-联苯]-4-甲酸甲酯(83.7mg，33％)、3',4'-二氯-2'-氟-[1,1'-联苯]-4-甲酸甲酯(43.6mg，17％)和混合级分(56.3mg，15％，7％，67:33)。
分离3',4'-二氯-2'-氟-[1,1'-联苯]-4-甲酸甲酯，其为白色固体(52.2mg，17.4％，从起始芳烃):mp 150-152℃；1H NMR(500MHz，CDCl3)δ8.10(AABB，实测的J＝8.5Hz，2H)，7.56(AABB的两组峰，实测的J＝8.5，1.7Hz，2H)，7.34(m，解析为dd，偶合常数J＝8.5，1.5Hz，1H)，7.28(t，解析为dd，偶合常数J＝8.6，7.3Hz，1H)，3.93(s，3H)；19F NMR(470MHz，CDCl3)δ-112.9(dd，解析为dq，J＝7.5，1.6Hz)；13C NMR(126MHz，CDCl3)δ166.6，155.8(d，J＝253.2Hz)，138.6(d，J＝1.9Hz)，133.7，129.9，129.9，128.8(d，J＝3.1Hz)，128.4(d，J＝4.1Hz)，127.8(d，J＝14.1Hz)，125.6(d，J＝4.3Hz)，121.7(d，J＝20.7Hz)，52.3。
分离3',4'-二氯-5'-氟-[1,1'-联苯]-4-甲酸甲酯，其为白色固体(87.6mg，29.3％，从起始芳烃):mp 134-136℃；1H NMR(500MHz，CDCl3)δ8.09(AABB，实测的J＝8.5Hz，2H)，7.57(AABB的两组峰，实测的J＝8.5，2H)，7.50(t，J＝1.9Hz，1H)，7.30(dd，J＝9.4，2.0Hz，1H)，3.93(s，3H)；19F NMR(470MHz，CDCl3)δ-109.2(dd，J＝9.5，1.6Hz)；13C NMR(126MHz，CDCl3)δ166.5，159.0(d，J＝251.1Hz)，142.0(d，J＝2.4Hz)，140.2(d，J＝8.3Hz)，134.6(d，J＝1.4Hz)，130.4，130.2，126.8，124.3(d，J＝3.1Hz)，120.4(d，J＝19.8Hz)，113.5(d，J＝22.7Hz)，52.3。
1-氯-2,3-二氟苯的串联的C-H活化/硼基化和Suzuki偶联
在氮气手套箱中，在带搅拌子的Schlenk烧瓶中，将B2Pin2(127mg，0.5mmol)、[Ir(OMe)cod]2(6.6mg，0.01mmol)和ttfbpy(8.5mg，0.02mmol)溶于Hünig碱(2.0mL)并将该混合物在室温搅拌1h。加入1-氯-2,3-二氟苯(93μL，1.0mmol)。将该Schlenk烧瓶从该手套箱中移出，置于氩气氛下并在60℃油浴中加热6h。该粗制反应混合物的19F NMR分析显示了起始原料85％的转化率以及两种产物82:18的比例。该溶剂通过旋转蒸发除去。Kugelrohr蒸馏(0.2mmHg，150℃)得到2-(4-氯-2,3-二氟苯基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷和2-(3-氯-4,5-二氟苯基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷的混合物，其为无色油，其冷却后固化(217mg，79％，82:18比例)。
称取4-碘苯甲酸甲酯(228mg，0.87mmol)、K2CO3(218mg，1.58mmol)和Pd(PPh3)2Cl2(5.5mg，0.008mmol)，装在带有搅拌子的螺旋盖试管中。加入水(1.6mL)以溶解所述K2CO3并将2-(4-氯-2,3-二氟苯基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷和2-(3-氯-4,5-二氟苯基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷的混合物在THF(6.4mL)中的溶液加至该螺旋盖试管中。将该二相混合物在氩气下吹扫30min，盖好该试管并在60℃油浴中加热。4h后，GC-MS分析显示了少量的碘化物、Suzuki偶联产物的重叠峰和无起始硼酸酯。该粗制反应混合物的19F NMR分析显示72％的主要硼酸酯的Suzuki产物、13％的次要硼酸酯的Suzuki产物(85:15的比例)和15％未经确认的峰。
将该粗制反应混合物通过碱性氧化铝的短垫过滤，将该短垫用EtOAc洗涤。溶剂通过旋转蒸发除去。将残余物在硅胶柱上，用己烷和Et2O的混合物(20:1)纯化，得到3'-氯-4',5'-二氟-[1,1'-联苯]-4-甲酸甲酯和4'-氯-2',3'-二氟-[1,1'-联苯]-4-甲酸甲酯的混合物。
分离3'-氯-4',5'-二氟-[1,1'-联苯]-4-甲酸甲酯，其为白色固体(21mg，7％基于1-氯-2,3-二氟苯)：mp 104℃；1H NMR(500MHz，CDCl3)δ8.09(AA’BB’，J＝8.6，2H)，7.55(AA’BB’，J＝8.6Hz，2H)，7.41(dt，J＝5.9，2.0Hz，1H)，7.31(ddd，J＝10.5，6.6，2.2Hz，1H)，3.93(s，3H)；19F NMR(470MHz，CDCl3)δ-137.5(ddd，J＝20.7，10.7，2.1Hz，1F)，-139.2(dt，J＝20.8，6.2Hz，1F)；13C NMR(126MHz，CDCl3)δ166.6，151.1(dd，J＝251.8，13.4Hz)，146.0(dd，J＝251.8，15.3Hz)，142.2，136.8(dd，J＝7.6，4.8Hz)，130.3，129.9，126.9，124.2(d，J＝2.9Hz)，123.2(dd，J＝14.3，1.9Hz)，114.6(d，J＝18.1Hz)，52.3。
分离4'-氯-2',3'-二氟-[1,1'-联苯]-4-甲酸甲酯，其为白色固体(117mg，41％基于1-氯-2,3-二氟苯):mp 101℃；1H NMR(500MHz，DMSO-d6)δ8.08(AA’BB’，J＝8.8，2H)，7.74(AA’BB’的两组峰，J＝8.8，1.6Hz，2H)，7.57(ddd，J＝8.7，6.9，2.0Hz，1H)，7.47(ddd，J＝8.7，7.3，2.0Hz，1H)，3.89(s，3H)；19F NMR(470MHz，CDCl3)δ-137.5(ddd，J＝20.5，6.4，2.1Hz，1F)，-139.0(ddq，J＝20.4，7.0，1.7Hz，1F)；13C NMR(126MHz，CDCl3)δ166.6，148.5(dd，J＝253.7，13.4Hz)147.7(dd，J＝251.8，15.3Hz)138.3，130.0，129.9，128.8(d，J＝3.8Hz)，128.7(d，J＝10.5Hz)，125.2(d，J＝4.8Hz)，124.6(t，J＝2.9Hz)，122.2(d，J＝15.3Hz)，52.3。
2-氯-6-氟苄腈的串联的C-H活化/硼基化和Suzuki偶联
在氮气手套箱中，在带搅拌子的Schlenk烧瓶中，将B2Pin2(127mg，0.5mmol)，[Ir(OMe)cod]2(6.6mg，0.01mmol)和ttfbpy(8.5mg，0.02mmol)溶于Hünig碱(2.0mL)中并将该混合物在室温搅拌1h。加入2-氯-6-氟苄腈(156mg，1.0mmol)。将Schlenk烧瓶从该手套箱中移出，置于氩气气氛下并在60℃油浴中加热6h。该粗制反应的19F NMR分析显示了该起始原料80％的转化率和64:36比例的两种产物。将溶剂通过旋转蒸发除去。Kugelrohr蒸馏(0.2mmHg，150℃)得到6-氯-2-氟-3-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷-2-基)苄腈、2-氯-6-氟-4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷-2-基)苄腈和起始物2-氯-6-氟苄腈的混合物，其为白色固体(213mg，64:32:4，74％硼基化产物)。
称取4-碘苯甲酸甲酯(213mg，0.81mmol)、K2CO3(204mg，1.48mmol)和Pd(PPh3)2Cl2(5.2mg，0.0074mmol)，装在带有搅拌子的螺旋盖试管中。加入水(1.5mL)以溶解该K2CO3并将上述混合物在THF(6.0mL)中的溶液加至该螺旋盖试管中。将该二相混合物用氩气吹扫30min并盖好该试管，在60℃油浴中加热。4h后，GC-MS分析显示了Suzuki偶合产物的重叠峰和无硼酸酯。该粗制反应混合物的19F NMR分析显示了46％的主要硼酸酯的Suzuki产物、22％的次要硼酸酯的Suzuki产物(68:32的比例)、13％的未硼基化芳烃和19％未经确认的峰。
将该粗制反应混合物通过碱性氧化铝的短垫过滤，将该垫用EtOAc洗涤。溶剂通过旋转蒸发除去。将该残余物在硅胶柱上，用己烷和EtOAc的混合物(5:1)纯化，得到4'-氯-3'-氰基-2'-氟-[1,1'-联苯]-4-甲酸甲酯、3'-氯-4'-氰基-5'-氟-[1,1'-联苯]-4-甲酸甲酯和被确定为两种产物的混合物的级分(46mg，12％的第一产物，4％的第二产物)。
分离4'-氯-3'-氰基-2'-氟-[1,1'-联苯]-4-甲酸甲酯，其为白色固体(49mg，17％基于2-氯-6-氟苄腈):mp 209-211℃；1H NMR(500MHz，CDCl3)δ8.14(AA’BB’，J＝8.3，2H)，7.62(AA’BB’，J＝8.3Hz，2H)，7.56(t，J＝1.5Hz，1H)，7.36(dd，J＝9.3，1.5Hz，1H)，3.94(s，3H)；19F NMR(470MHz，CDCl3)δ-102.2(dd，J＝9.5，0.8Hz)；13C NMR(126MHz，CDCl3)δ166.2，163.9(d，J＝262.3Hz)，147.2(d，J＝8.6Hz)，141.1，138.3(d，J＝2.9Hz)，131.3，130.6，127.2，124.4(d，J＝2.9Hz)，113.3(d，J＝20.0Hz)，111.2，102.4(d，J＝18.1Hz)，52.4。
分离3'-氯-4'-氰基-5'-氟-[1,1'-联苯]-4-甲酸甲酯，其为白色固体(23mg，8％基于2-氯-6-氟苄腈):mp 148-150℃；1H NMR(500MHz，DMSO-d6)δ8.18(AA’BB’，J＝8.3，2H)，7.63(t，J＝8.3Hz，1H)，7.56(d of AA’BB’，J＝8.3，2.0Hz，2H)，7.41(dd，J＝8.3，1.0Hz，1H)，3.94(s，3H)；19F NMR(470MHz，CDCl3)δ-106.6(dt，J＝8.3，1.7Hz)；13C NMR(126MHz，CDCl3)δ166.4，160.6(d，J＝264.2Hz)，137.3(br s)，137.0(d，J＝1.9Hz)，135.2(d，J＝5.7Hz)，130.6，130.1，128.8(d，J＝2.9Hz)，127.7(d，J＝13.4Hz)，126.0(d，J＝3.8Hz)，111.2，104.2(d，J＝19.1Hz)，52.4。
2-氯-6-氟甲苯的串联的C-H活化/硼基化和Suzuki偶联
在氮气手套箱中，在带搅拌子的Schlenk烧瓶中，将B2Pin2(127mg，0.5mmol)，[Ir(OMe)cod]2(6.6mg，0.01mmol)和ttfbpy(8.5mg，0.02mmol)溶于THF(2.0mL)并在室温搅拌1h。加入2-氯-6-氟甲苯(131μL，1.0mmol)。将所述Schlenk烧瓶从手套箱中移出并置于氩气气氛下。将该混合物在60℃油浴中加热6h。该粗制反应混合物的19F NMR分析显示了所述起始原料87％的转化率和两种产物25:75的比例。将该溶剂通过旋转蒸发除去。Kugelrohr蒸馏(0.2mmHg，150℃)得到6-氯-2-氟-3-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷-2-基)甲苯和2-氯-6-氟-4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷-2-基)甲苯的混合物，其为白色固体(222mg，82％，26:74)。
称取4-碘苯甲酸甲酯(236mg，0.90mmol)、K2CO3(407mg，1.62mmol)和Pd(PPh3)2Cl2(5.8mg，0.0082mmol)，装在带搅拌子的螺旋盖试管中。加入水(2.0mL)以溶解该K2CO3并将上述混合物在THF(8.0mL)中的溶液加至该螺旋盖试管中。将该二相混合物用氩气吹扫30min，盖好该试管并在60℃油浴中加热。4h后，GC-MS分析显示了Suzuki偶合产物的重叠峰和无硼酸酯。该粗制反应混合物的19F NMR分析显示了16％的电性优势的硼酸酯的Suzuki产物、71％的空间优势的硼酸酯的Suzuki产物(18:82的比例)和13％未经确认的峰。
将该粗制反应混合物通过碱性氧化铝的短垫过滤，将该垫用EtOAc洗涤。溶剂通过旋转蒸发除去。将该残余物在硅胶柱上，用己烷和EtOAc的混合物(5:1)纯化。但是，这两种产物作为一个级分流出。分离3’-氯-5’-氟-4’-甲基-[1,1’-联苯]-4-甲酸甲酯和4’-氯-2’-氟-3’-甲基-[1,1’-联苯]-4-甲酸甲酯的混合物，其为白色固体(164mg，59％基于底物，14:86)。
3’-氯-5’-氟-4’-甲基-[1,1’-联苯]-4-甲酸甲酯和4’-氯-2’-氟-3’-甲基-[1,1’-联苯]-4-甲酸甲酯的混合物：1H NMR(500MHz，CDCl3)δ8.08(d，J＝8.3Hz，2H，两种产物重叠)，7.58(d，J＝8.3Hz，2H，所述空间产物)，7.56(d，J＝8.3Hz，2H，所述电性产物)，7.42(s，1H，所述空间产物)，7.22-7.18(m，重叠)，3.92(s，3H，两种产物重叠)，2.36(d，J＝2.0Hz，3H，所述电性产物)，2.33(d，J＝2.0Hz，3H，所述空间产物)；13C NMR(126MHz，CDCl3)δ166.7，166.6，161.5(d，J＝247.0Hz)，158.0(d，J＝249.9Hz)，142.9(d，J＝2.9Hz)，139.8，139.4(d，J＝9。Hz)，136.0(d，J＝7.6Hz)，135.2(d，J＝5.7Hz)，130.2，129.6，129.6，129.3，128.8(d，J＝2.9Hz)，127.8(d，J＝3.8Hz)，126.7，126.3(d，J＝14.3Hz)，124.8(d，J＝3.8Hz)，124.6(d，J＝20.0Hz)，123.7(d，J＝19.1Hz)，123.2(d，J＝3.8Hz)，112.2(d，J＝24.8Hz)，52.1，12.5(d，J＝5.7Hz)，11.7(d，J＝3.8Hz)；19F NMR(470MHz，CDCl3)δ-112.3(d，J＝10.0Hz，所述空间产物)，-116.4(m，所述电性产物)。
3,5-双(三氟甲基)苯甲酸2-氯-6-氟苯酯的串联C-H活化/硼基化和Suzuki偶联
在氮气手套箱中，将[Ir(OMe)cod]2(6.6mg，0.01mmol)和B2Pin2(254mg，1.0mmol)加至Schlenk烧瓶中。将Hünig碱(1.0mL)加至该烧瓶中。加入ttfbpy(8.5mg，0.02mmol)在Hünig碱(1.0mL)中的溶液。将所得混合物在室温搅拌1h。将在Hünig碱(1.0mL)中的所述底物(386mg，1.0mmol)加至所述Schlenk烧瓶，将该烧瓶从配有冷凝器的手套箱中移出并置于氩气气氛下。将该反应混合物在室温搅拌18h。在15h取出的NMR样品的分析显示了不存在硼基化或未形成Ar-F副产物。将该反应混合物在60℃油浴中加热24h。此时，NMR波谱分析表明，该反应已进行59％的转化，得到17:83摩尔比例的空间硼基化产物：电性硼基化产物。然后将挥发物通过旋转蒸发除去。将该反应残余物溶于Et2O并用水洗涤。将有机层用MgSO4干燥，过滤和蒸发。
对于3,5-双(三氟甲基)苯甲酸6-氯-2-氟-3-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷-2-基)苯酯(主要产物)：1H NMR(500MHz，CDCl3)δ8.64(s，2H)，8.15(s，1H)，7.62(dd，J＝8.3，5.9Hz，1H)，7.28(dd，J＝8.1，1.2Hz，1H)，1.34(s，12H)；19F NMR(500MHz，CDCl3)δ-63.1，-115.6。
对于3,5-双(三氟甲基)苯甲酸2-氯-6-氟-4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷-2-基)苯酯(次要产物)：1H NMR(500MHz，CDCl3)δ8.66(s，2H)，8.15(重叠峰，1H)，7.72(t，J＝1.2Hz，1H)，7.56(dd，J＝9.3，1.0Hz，1H)，1.34(s，12H)；19F NMR(500MHz，CDCl3)δ-63.1，-126.1。
然后将该粗制硼基化产物溶于THF(2mL)并置于装有对碘苯甲酸甲酯(185mg，0.71mmol)的螺旋盖试管中。加入磷酸钾二水合物(K3PO4·2H2O；298mg，1.2mmol)并将该试管用氩气吹扫5min，之后加入[1,1′-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯化钯(II)(PdCl2·dppf；13mg，0.018mmol)。盖好该试管并将其在60℃油浴中加热12h。该粗制反应混合物的GC-MS分析显示了所述硼基化芳烃被耗尽。然后使该粗制反应混合物通过碱性氧化铝的短垫，用Et2O洗涤。将滤液用MgSO4干燥，过滤和蒸发。将该残余物用硅胶柱色谱纯化，用二氯甲烷洗脱，得到3,5-双(三氟甲基)苯甲酸6-氯-2-氟-3-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷-2-基)苯酯-偶合产物，其为白色固体(79mg，15％(两步))。
对于3'-((3,5-双(三氟甲基)苯甲酰基)氧基)-4'-氯-2'-氟-[1,1'-联苯]-4-甲酸甲酯:mp 152-154℃；1H NMR(500MHz，CDCl3)δ8.68(br s，2H)，8.18(brs 1H)，8.11(AABB，J＝8.3Hz，2H)，7.60(dd，J＝8.3，1.5Hz，2H)，7.41-7.36(重叠的多重峰，2H)，3.93(s，3H)；19F NMR(470MHz，CDCl3)δ-63.0(s，6F)，-129.1(dt，J＝5.1，1.7Hz，1F)；13C NMR(125MHz，CDCl3)δ166.6，160.8，152.2(d，J＝254.6Hz)，138.3(d，J＝1.7Hz)，135.8，135.7，132.7(q，J＝34.3Hz)，130.5(q，J＝3.8Hz)，130.1(d，J＝24.8Hz)，129.9，128.9(d，J＝3.1Hz)，128.4(d，J＝12.4Hz)，128.2(d，J＝3.6Hz)，128.1(d，J＝1.4Hz)，127.6(m)，125.6(d，J＝4.1Hz)，122.7(q，J＝273.7Hz，CF3)，52.3。
实施例3.1-氯-4-氟-3-取代的-和1-溴-4-氟-3-取代的苯的串联硼基化/脱卤化
还研究了串联的硼基化/脱卤化，其为被吸电子基团取代的芳烃的邻位硼基化策略。下面的反应方案描述了所研究的串联的硼基化/脱卤化方法。如上所讨论，在被吸电子基团取代的芳烃的情况下，所述芳烃的铱-催化的C-H活化-硼基化通常受空间效应影响。在串联的硼基化/脱卤化中，所述底物可包含吸电子基团和被安置在该吸电子基团对位的牺牲原子(例如，卤素，例如Cl或Br)，从而空间上阻碍所述铱催化剂进攻其他有空间优势的位置即所述吸电子基团的间位。因此，铱-催化的C-H活化-硼基化该芳烃仅产生所述邻位硼基化(电性)产物。随后的脱卤化可以仅提供所需的电性产物。
硼基化的一般步骤
在氮气气氛的手套箱中，称取B2Pin2(140mg，0.55mmol)并装在带有磁力搅拌子的20mL小瓶中。将[Ir(OMe)cod]2(6.6mg，0.02mmol)和4,4’-二-叔丁基-2,2’-联吡啶配体(5.4mg，0.02mmol)称重于两个单独的试管中，各自用THF(2mL)稀释。将该[Ir(OMe)cod]2溶液转移至含B2Pin2的20mL小瓶中。搅拌该混合物直至得到金黄色澄清溶液。将该含有配体的溶液转移至所述小瓶中并搅拌该混合物直至其变为深褐色溶液。将所述底物(1mmol)加至该小瓶中，然后将其密封。将该反应混合物在室温搅拌24h，之后将该小瓶从该手套箱中移出。使该反应混合物通过硅胶短垫，用10:1己烷/EtOAc溶液(2×10mL)洗脱。将挥发物通过旋转蒸发除去，得到产物，将该产物使用标准方法进行表征。
加氢脱卤的一般步骤
向烘箱干燥的圆底烧瓶中装入使用上述方法制备的硼基化芳烃(0.368g，1mmol)、Pd(OAc)2(0.011g，0.05mmol)和现蒸馏的THF(5mL)。将该圆底烧瓶用封口膜密封并用氮气吹扫。在吹扫的同时，用注射器加入KF(0.116g，2mmol)在脱气水(2mL)中的溶液。移去氮气进口并将填充有氮气的气球连接至该烧瓶。将聚甲基氢硅氧烷(PMHS；0.24mL，4mmol)缓慢地滴注。搅拌最终反应混合物直至1H和19F NMR谱分析指示起始原料消失(4h)。将该反应混合物用Et2O稀释并分离各层。醚层用60mL注射器中的硅藻土垫进行过滤。将该硅藻土用EtOAc冲洗。然后将该挥发物通过旋转蒸发除去，得到产物，将其使用标准方法进行表征。
4-溴-1-氟-2-(三氟甲基)苯的串联的硼基化/脱卤化
将4-溴-1-氟-2-(三氟甲基)苯使用上述一般操作进行硼基化。所述硼基化反应提供产物，其为无色油(0.229g，62％):1H NMR(500MHz，CDCl3)δ8.02(dd，J＝2.5，3.5Hz，1H)，7.78(dd，J＝2.5，6.5Hz，1H)，1.36(s，12H)；13C NMR(125MHz，CDCl3)δ162.9(dd，J＝1.9，259.7Hz)，143.1(d，J＝8.5Hz)，132.8(qd，J＝1.9，4.7Hz)，121.7(q，J＝270.3Hz)，120.0(qd，J＝33.1，16.1，Hz)，116.3(d，J＝3.5Hz)，84.7，24.8；19F NMR(470MHz，CDCl3)δ61.9，106.4；11B NMR(160MHz，CDCl3)δ29.3(br s)。
将所得硼基化芳烃使用上述一般操作进行加氢脱卤。该加氢脱卤反应得到脱卤化产物，其为白色固体(0.228g，79％):mp 76-77℃；1H NMR(500MHz，CDCl3)δ7.93(ddd，J＝1.5，5.5，7.0Hz，1H)，7.70(ddd，J＝1.5，6.0，7.5Hz，1H)，7.23(dd，J＝6.5，8.5Hz，1H)，1.37(s，12H)；13C NMR(125MHz，CDCl3)δ164.0(dd，J＝1.9，260.3Hz)，140.7(d，J＝9.5Hz)，130.8(qd，J＝2.5，4.7Hz)，123.5(d，J＝4.1Hz)，122.7(q，J＝271.0Hz)，118.3(m)，84.3，24.8；19F NMR(470MHz，CDCl3)δ61.6，104.2；11B NMR(160MHz，CDCl3)δ29.8(br s)。
1-溴-4-氟-2-(三氟甲基)苯的串联的硼基化/脱卤化
使用上述一般操作，将1-溴-4-氟-2-(三氟甲基)苯以10mmol规模进行硼基化。该硼基化反应得到产物，其为白色固体(2.610g，71％):mp 66-67℃；1H NMR(500MHz，CDCl3)δ8.03(d，J＝5.5Hz，1H)，7.37(d，J＝8.5Hz，1H)，1.37(s，12H)；13C NMR(125MHz，CDCl3)δ165.4(d，J＝253.1Hz)，142.8(d，J＝8.5Hz)，134.0(qd，J＝8.5，32.2Hz)，121.9(q，J＝272.2Hz)，115.6(m)，113.8，84.8，24.8；19F NMR(470MHz，CDCl3)δ63.5，102.9；11B NMR(160MHz，CDCl3)δ29.5(br s)。
将所得硼基化芳烃使用上述一般操作进行加氢脱卤。将该加氢脱卤反应得到脱卤化产物，其为无色油(0.232g，80％):1H NMR(500MHz，CDCl3)δ7.87(dd，J＝6.5，6.5Hz，1H)，7.40(d，J＝8.0Hz，1H)，7.30(d，J＝9.0Hz，1H)，1.38(s，12H)；13C NMR(125MHz，CDCl3)δ166.7(d，J＝251.4Hz)，137.6(d，J＝8.5Hz)，135.1(m)，123.2(q，J＝271.2Hz)，120.3(m)，112.3(m)，84.8，24.8；19F NMR(470MHz，CDCl3)δ63.2，100.6；11B NMR(160MHz，CDCl3)δ30.1(br s)。
4-溴-1-氟-2-甲氧基苯的串联的硼基化/脱卤化
将4-溴-1-氟-2-甲氧基苯使用上述一般操作进行硼基化。该硼基化反应得到所述产物，其为白色固体(0.283g，86％):mp 79-80℃；1H NMR(500MHz，CDCl3)δ7.37(dd，J＝2.5，4.0Hz，1H)，7.14(dd，J＝2.5，7.5Hz，1H)，3.85(s，3H)，1.34(s，12H)；13C NMR(125MHz，CDCl3)δ155.8(d，J＝251.2Hz)，148.3(d，J＝13.2Hz)，129.4(d，J＝7.6Hz)，119.6(d，J＝2.9Hz)，116.0(d，J＝3.7Hz)，84.3，56.6，24.8；19F NMR(470MHz，CDCl3)δ126.6；11B NMR(160MHz，CDCl3)δ29.7(br s)。
将所得硼基化芳烃使用上述一般操作进行加氢脱卤(反应时间为5h)。该加氢脱卤反应得到脱卤化产物，其为无色油(0.228g，91％):1H NMR(500MHz，丙酮-d6)δ7.23(m，2H)，7.12(dd，J＝8.0，7.5Hz，1H)，3.87(s，3H)，1.34(s，12H)；13C NMR(125MHz，丙酮-d6)δ156.5(d，J＝250.4Hz)，147.7(d，J＝12.4Hz)，127.0(d，J＝6.6Hz)，123.9(d，J＝3.9Hz)，116.7(d，J＝2.9Hz)，83.7，55.6，24.3；19F NMR(470MHz，丙酮-d6)δ125.6；11B NMR(160MHz，(丙酮-d6)δ30.2(br s)。
1-溴-4-氟-2-甲氧基苯的串联的硼基化/脱卤化
将1-溴-4-氟-2-甲氧基苯使用上述一般操作进行硼基化。后处理之后，得到白色固体(0.313g，95％):mp 104-105℃；1H NMR(500MHz，CDCl3)δ7.89(d，J＝6.5Hz，1H)，6.61(d，J＝11.0Hz，1H)，3.72(s，3H)，1.35(s，12H)；13C NMR(125MHz，CDCl3)δ167.6(d，J＝251.2Hz)，159.5(d，J＝11.4Hz)，140.2(d，J＝10.4Hz)，108.3(d，J＝22.7Hz)，105.9(d，J＝2.9Hz)，83.9，56.4，24.8；19F NMR(470MHz，CDCl3)δ100.4；11B NMR(160MHz，CDCl3)δ29.5(br s)。
将所得硼基化芳烃使用上述一般操作进行加氢脱卤(反应时间为5h)。所述加氢脱卤反应得到脱卤化产物，其为无色油(0.152g，61％):1H NMR(500MHz，CDCl3)δ7.66(dd，J＝7.5，7.5Hz，1H)，6.70(dd，J＝2.5，8.0Hz，1H)，6.58(dd，J＝2.5，12.0Hz，1H)，3.83(s，3H)，1.36(s，12H)；13C NMR(125MHz，CDCl3)δ168.6(d，J＝249.4Hz)，163.9(d，J＝11.2Hz)，137.7(d，J＝10.5Hz)，109.9(d，J＝2.9Hz)，101.1(d，J＝27.5Hz)，83.6，55.4，24.8；19F NMR(470MHz，CDCl3)δ100.5；11B NMR(160MHz，CDCl3)δ29.9(br s)。
4-氯-1-氟-2-甲基苯的串联的硼基化/脱卤化
将4-氯-1-氟-2-甲基苯使用上述一般操作进行硼基化。后处理之后，得到白色固体(0.173g，64％):mp 64-65℃；1H NMR(500MHz，CDCl3)δ7.49(dd，J＝3.0，6.5Hz，1H)，7.22(dd，J＝2.0，6.5Hz，1H)，2.23(d，J＝2.0Hz，3H)，1.34(s，12H)；13C NMR(125MHz，CDCl3)δ163.9(d，J＝247.5Hz)，134.2(d，J＝5.7Hz)，133.4(d，J＝8.5Hz)，128.4(d，J＝2.9Hz)，126.6(d，J＝21.9Hz)，84.1，24.7，14.5(d，J＝3.9Hz)；19F NMR(470MHz，CDCl3)δ109.9；11B NMR(160MHz，CDCl3)δ29.8(br s)。
将所得硼基化芳烃使用上述一般操作进行加氢脱卤(反应时间为5h)。所述加氢脱卤反应得到无色油(0.211g，89％):1H NMR(500MHz，CDCl3)δ7.56(ddd，J＝1.5，5.0，7.5Hz，1H)，7.29(ddd，J＝1.0，6.0，7.0Hz，1H)，7.04(dd，J＝7.5，7.5Hz，1H)，2.28(d，J＝2.5Hz，3H)，1.37(s，12H)；13C NMR(125MHz，CDCl3)δ165.6(d，J＝248.4Hz)，134.7(d，J＝5.6Hz)，134.1(d，J＝8.6Hz)，124.6(d，J＝19.8Hz)，123.4(d，J＝2.9Hz)，83.8，24.8，14.6；19F NMR(470MHz，CDCl3)δ106.9；11B NMR(160MHz，CDCl3)δ30.4(br s)。
1-氯-4-氟-2-甲基苯的串联的硼基化/脱卤化
将1-氯-4-氟-2-甲基苯使用上述一般操作进行硼氢化。后处理之后，得到白色固体(2.38g，88％):mp 48-49℃；1H NMR(500MHz，CDCl3)δ7.66(d，J＝5.5Hz，1H)，6.91(d，J＝9.5Hz，1H)，2.35(s，3H)，1.34(s，12H)；13CNMR(125MHz，CDCl3)δ165.4(d，J＝249.4Hz)，141.7(d，J＝9.5Hz)，136.5(d，J＝8.5Hz)，129.1(d，J＝2.9Hz)，117.7(d，J＝25.6Hz)，84.1，24.7，20.4(d，J＝1.9Hz)；19F NMR(470MHz，CDCl3)δ106.5；11B NMR(160MHz，CDCl3)δ29.8(br s)。
将所得硼基化芳烃使用上述一般操作进行加氢脱卤(反应时间为5h)。所述加氢脱卤反应得到白色固体(0.189g，80％):mp 58-60℃；1H NMR(500MHz，CDCl3)δ7.63(dd，J＝7.0，7.5Hz，1H)，6.96(d，J＝7.5Hz，1H)，6.86(d，J＝10.5Hz，1H)，2.37(s。3H)，1.37(s，12H)；13C NMR(125MHz，CDCl3)δ167.3(d，J＝249.4Hz)，144.4(d，J＝8.5Hz)，136.6(d，J＝8.6Hz)，124.5(d，J＝2.9Hz)，115.8(d，J＝23.7Hz)，83.7，24.8，21.5；19F NMR(470MHz，CDCl3)δ103.8；11B NMR(160MHz，CDCl3)δ30.3(br s)。
4-溴-1,2-二氟苯的串联的硼基化/脱卤化
将4-溴-1,2-二氟苯使用上述一般操作进行硼基化。后处理之后，得到白色固体(0.274g，86％):mp 41-42℃；1H NMR(500MHz，CDCl3)δ7.57(ddd，J＝2.0，4.0，5.0Hz，1H)，7.37(ddd，J＝2.5，7.0，9.0Hz，1H)，1.34(s，12H)；13C NMR(125MHz，CDCl3)δ153.7(dd，J＝11.4，252.2Hz)，150.3(dd，J＝16.1，253.2Hz)，133.7(dd，J＝4.0，7.0Hz)，123.4(d，J＝20.0Hz)，115.6(dd，J＝4.0，7.0Hz)，84.6，24.7；19F NMR(470MHz，CDCl3)δ130.0，134.9；11B NMR(160MHz，CDCl3)δ29.3(br s)。
将所得硼基化芳烃使用上述一般操作进行加氢脱卤(反应时间为5h)。该加氢脱卤反应得到无色油(0.151g，63％):1H NMR(500MHz，CDCl3)δ7.45(m，1H)，7.23(m，1H)，7.06(m，1H)，1.36(s，12H)；13C NMR(125MHz，CDCl3)δ154.6(dd，J＝11.5，251.5Hz)，150.5(dd，J＝14.3，247.6Hz)，131.1(dd，J＝3.7，6.6Hz)，124.1(dd，J＝3.9，5.7Hz)，120.2(d，J＝17.1Hz)，84.2，24.8；19F NMR(470MHz，CDCl3)δ129.1，139.1；11B NMR(160MHz，CDCl3)δ29.8(br s)。
1-溴-4-氟-2-甲氧基苯的一锅法硼基化/脱卤化
还研究了一锅法硼基化/脱卤化方法。下面的反应方案描述了所研究的一锅法硼基化/脱卤化方法
将1-溴-4-氟-2-甲氧基苯使用上述一般操作进行硼基化。所述硼基化反应在24h后完成，用NMR波谱鉴定。将该反应容器转移至氮气气氛的手套箱中并将该反应溶液转移至烘箱干燥的圆底烧瓶中。使用橡胶封口膜将该烧瓶密封并将其从该手套箱中移出。
使粗制反应混合物进行上述一般性加氢脱卤操作(反应时间24h)。将该反应混合物用Et2O稀释并分离层。将该醚层通过硅胶垫过滤。将该硅胶用己烷(2×10mL)和己烷/EtOAc混合物(10mL)冲洗。将该洗脱的溶液通过旋转蒸发浓缩。将所得溶液通过另一硅胶垫过滤。将该垫用己烷(4×10mL)冲洗以除去最终痕量的硼和Pd副产物。将该挥发物通过旋转蒸发除去，得到淡橘色油(0.1597g，63％):1H NMR(500MHz，CDCl3)δ7.66(dd，J＝7.5，7.5Hz，1H)，6.70(dd，J＝2.5，8.0Hz，1H)，6.58(dd，J＝2.5，11.5Hz，1H)，3.82(s，3H)，1.36(s，12H)；13C NMR(125MHz，CDCl3)δ168.6(d，J＝249.4Hz)，163.9(d，J＝11.4Hz)，137.7(d，J＝10.4Hz)，109.9(d，J＝2.9Hz)，101.1(d，J＝27.5Hz)，83.6，55.4，24.8；19F NMR(470MHz，CDCl3)δ100.4；11B NMR(160MHz，CDCl3)δ29.9(br s)。
实施例4.吡啶的硼基化
吡啶硼基化的一般操作
研究了取代的吡啶的铱-催化的硼基化。在氮气填充的手套箱中，向烘箱干燥的3mL螺旋帽小瓶中装入[Ir(OMe)cod]2(3.3mg，0.005mmol)和dtbpy(2.7mg，0.01mmol)。加入THF(1.0-1.5mL)，然后加入B2pin2(127mg，0.5mmol)和所述吡啶底物(0.5或1.0mmol)。盖好该小瓶并在手套箱外以80℃加热18-22小时。然后取出等分试样进行GC和/或NMR分析。用快速柱色谱进行产物的分离。
2,6-二氯吡啶的硼基化
在氮气填充的手套箱内部，向烘箱干燥的3mL螺旋帽小瓶中装入[Ir(OMe)cod]2(3.3mg，0.005mmol)和dtbpy(2.7mg，0.01mmol)。加入THF(1.5mL)，然后加入B2pin2(127mg，0.5mmol)和2,6-二氯吡啶(147mg，1.0mmol)。盖好该小瓶并在手套箱外以80℃加热19h。将该反应溶剂在旋转蒸发器上除去并将该残余物用快速柱色谱，使用己烷-EtOAc混合物作为洗脱剂进行纯化，得到2,6-二氯-4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷-2-基)吡啶，其为白色固体(160mg，58％):1H NMR(300MHz，CDCl3)δ7.57(s，1H)，1.33(s，12H)。
2-甲氧基吡啶的硼基化
在氮气填充的手套箱内部，向烘箱干燥的3mL螺旋帽小瓶中装入[Ir(OMe)cod]2(3.3mg，0.005mmol)和dtbpy(2.7mg，0.01mmol)。加入THF(1.5mL)，然后加入B2pin2(127mg，0.5mmol)和2-甲氧基吡啶(105μL，1.0mmol)。盖好该小瓶并在手套箱外以80℃加热19h。将该反应溶剂在旋转蒸发器上除去并将残余物用快速柱色谱，使用己烷-EtOAc混合物作为洗脱剂进行纯化，提供4-和5-Bpin异构体的1:1.4的混合物，所述4-和5-Bpin异构体为2-甲氧基-4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷-2-基)吡啶和2-甲氧基-5-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷-2-基)吡啶，其为无色油(153mg，67％):1H NMR(300MHz，CDCl3)δ8.55(s，1H，Hd)，8.18(d，J＝5.1Hz，1H，Ha)，7.95(dd，J＝8.4，1.8Hz，1H，He)，7.25-7.12(m，2H，Hb和Hc)，6.73(d，J＝8.4Hz，1H，Hf)，3.99(s，3H，5-Bpin异构体)，3.96(s，3H，4-Bpin异构体)，1.32(s，12H，4-Bpin异构体)，1.31(s，12H，5-Bpin异构体)。
2-氟-6-甲基吡啶的硼基化
在氮气填充的手套箱内部，向烘箱干燥的3mL螺旋帽小瓶中装入[Ir(OMe)cod]2(3.3mg，0.005mmol)和dtbpy(2.7mg，0.01mmol)。加入THF(1.5mL)，然后加入B2pin2(127mg，0.5mmol)和2-氟-6-甲基吡啶(103μL，1.0mmol)。盖好该小瓶并在手套箱外以80℃加热18h。该粗制反应混合物的19F NMR分析显示了起始原料的转化率为78％以及形成1:1.8比例的3-Bpin:4-Bpin化合物。将该反应溶剂在旋转蒸发器上除去并将残余物用快速柱色谱，使用戊烷-EtOAc混合物作为洗脱剂进行纯化，得到3-和4-Bpin异构体的1:3混合物，所述3-和4-Bpin异构体为2-氟-6-甲基-3-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷-2-基)吡啶和2-氟-6-甲基-4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷-2-基)吡啶，其为无色油(177mg 75％):1H NMR(500MHz，CDCl3)δ8.04(dd，J＝8.1，7.8Hz，1H，Ha)，7.36(d，J＝2.3Hz，1H，Hc)，7.07-7.06(s，1H，Hd)，7.02(dd，J＝7.8，2.2Hz，1H，Hb)，2.50(s，3H，3-Bpin异构体)，2.49(s，3H，4-Bpin异构体)，1.34(s，12H，两种异构体)；19F NMR(470MHz，CDCl3)δ-58.43(d，J＝8.1Hz，3-Bpin异构体)，-69.80(4-Bpin异构体)。
4-氨基-2-甲基吡啶的硼基化
在氮气填充的手套箱内部，向烘箱干燥的3mL螺旋帽小瓶中装入4-氨基-2-甲基吡啶(54mg，0.5mmol)，然后装入THF(1.0mL)和HBpin(73μL，0.5mmol)。观察到缓慢的气体放出并有白色沉淀形成。将该反应混合物搅拌30min。加入[Ir(OMe)cod]2(3.3mg，0.005mmol)、dtbpy(2.7mg，0.01mmol)和B2pin2(127mg，0.5mmol)。将该试管用THF(0.5mL)冲洗并将该溶液加至混合物中。盖好该小瓶并在手套箱外以80℃加热22h。将甲醇(MeOH；3mL)缓慢滴加至该反应混合物中并将所得溶液在室温搅拌3h。将该溶剂通过旋转蒸发除去且GC和1H NMR波谱分析显示，起始原料全部转化为4-氨基-2-甲基-5-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷-2-基)吡啶。
2-氯-4-三氟甲基吡啶的硼基化
在氮气填充的手套箱内部，向烘箱干燥的3mL螺旋帽小瓶中装入[Ir(OMe)cod]2(3.3mg，0.005mmol)和dtbpy(2.7mg，0.01mmol)。加入THF(1.0mL)，然后加入B2pin2(127mg，0.5mmol)和2-氯-4-三氟甲基吡啶(64μL，0.5mmol)。盖好该小瓶并在手套箱外以80℃加热18h。将该反应溶剂通过旋转蒸发除去。将残余物用快速柱色谱，使用戊烷-EtOAc混合物作为洗脱剂进行纯化，得到2-氯-6-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷-2-基)-4-三氟甲基吡啶，其为无色油，其随时间固化(145mg，94％):1H NMR(500MHz，CDCl3)δ7.96(s，1H)，7.59(s，1H)，1.40(s，12H)；19F NMR(470MHz，CDCl3)δ-64.75。该结构通过以下方式确认：在甲醇-d4中，在80℃，使用[Ir(OMe)cod]2(2mol％)进行氘代去硼基化。
2-氯-4-氟吡啶的硼基化
在氮气填充的手套箱内部，向烘箱干燥的3mL螺旋帽小瓶中装入[Ir(OMe)cod]2(3.3mg，0.005mmol)和dtbpy(2.7mg，0.01mmol)。加入THF(1.5mL)，然后加入B2pin2(127mg，0.5mmol)和2-氯-4-氟吡啶(90μL，1.0mmol)。盖好该小瓶并在手套箱外以80℃加热20h。将该反应溶剂通过旋转蒸发除去。将该残余物用快速柱色谱，使用戊烷-EtOAc混合物作为洗脱剂纯化，得到2-氯-4-氟-5-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷-2-基)吡啶，其为无色油(165mg，64％):1H NMR(500MHz，CDCl3)δ8.67(d，J＝8.9Hz，1H)，7.06(d，J＝8.4Hz，1H)，1.36(s，12H)；19F NMR(470MHz，CDCl3)δ-89.75--89.85(m)。该结构通过以下方式确认：在甲醇-d4中，在80℃，使用[Ir(OMe)cod]2(2mol％)进行氘代去硼基化。
2-氯-3-氟吡啶的硼基化
在氮气填充的手套箱内部，向烘箱干燥的3mL螺旋帽小瓶中装入[Ir(OMe)cod]2(3.3mg，0.005mmol)和dtbpy(2.7mg，0.01mmol)。加入THF(1.0mL)，然后加入B2pin2(127mg，0.5mmol)和2-氯-3-氟吡啶(66mg，0.5mmol)。盖好该小瓶并在手套箱外以80℃加热18h。该粗制反应混合物的19F NMR分析显示，起始原料全部转化，并形成3.6:2.0:1.0比例的4-Bpin:5-Bpin:4,6-diBpin化合物。该反应溶剂通过旋转蒸发除去。将该残余物用快速柱色谱，使用戊烷-EtOAc混合物作为洗脱剂进行纯化，得到4-和5-Bpin异构体的1:1混合物(通过19F NMR)，所述4-和5-Bpin异构体为2-氯-3-氟-4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷-2-基)吡啶和2-氯-3-氟-5-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷-2-基)吡啶，其为无色油(82mg，32％):1H NMR(500MHz，CDCl3)δ8.52(s，1H，Hc)，8.22(d，J＝4.4Hz，1H，Ha)，7.81(dd，J＝8.3，1.4Hz，1H，Hd)，7.54(dd，J＝4.4，4.4Hz，1H，Hb)，1.38(s，12H，4-Bpin或5-Bpin异构体)，1.36(s，12H，4-Bpin或5-Bpin异构体)；19F NMR(470MHz，CDCl3)δ-109.38(4-Bpin异构体)，-120.30(d，J＝8.3Hz，5-Bpin异构体)。
3-溴-5-氟吡啶的硼基化
在氮气填充的手套箱内部，向烘箱干燥的3mL螺旋帽小瓶中装入[Ir(OMe)cod]2(3.3mg，0.005mmol)和dtbpy(2.7mg，0.01mmol)。加入THF(1.0mL)，然后加入B2pin2(127mg，0.5mmol)和3-溴-5-氟吡啶(88mg，0.5mmol)。盖好该小瓶并在手套箱外以80℃加热22h。通过19F NMR波谱检测来自该粗制反应混合物16％的转化率。
实施例5.使用单齿吡啶配体的定向C-H活化硼基化
研究了单齿吡啶作为芳烃(包括被定向基团取代的芳烃)的硼基化中潜在的配体。基于在芳烃的硼基化反应中推荐的中间体来选择吡啶进行评估。在铱催化剂和二齿配体的存在下进行的非定向硼基化过程中，所述金属中心与所述二齿吡啶配体进行配位，从而为所述底物留下一个开放的配位点以结合和进行所述C-H活化步骤。如果使用单齿配体，例如吡啶配体，则可在该金属中心上获得另一游离配位点。如下所示，如果底物具有能够结合至该金属中心的基团，则可在这个基团的邻位发生C-H键的活化。
定向螯合物
据推测，在下面的反应方案中，合适的单吡啶配体可能倾向于14-电子中间体3而不是4，并因此实现定向硼基化。具体地，缺电子或空间受阻的吡啶被认为是可能的候选物。
首先，吡啶配体在含羰基的底物上进行评估。选择苯乙酮作为模型底物。筛选用于苯乙酮硼基化的吡啶配体是使用1mol％[Ir(OMe)cod]2、2mol％吡啶配体、1当量(equiv)的B2pin2和2当量的酮在THF中，在80℃进行的(表3)。
表3.使用苯乙酮作为模型底物来筛选吡啶基配体。
取代基在吡啶环上的位置在反应结果中发挥显著作用。提供良好转化率和出色的区域选择性的最佳配体是3,5-二(三氟甲基)吡啶(表3，编号1)。不幸的是，这个吡啶配体的价格高-每250mg$49。硼基化反应受到醛醇缩合副产物形成的影响。在该吡啶的2位安置CF3基团减慢了该反应并降低了区域选择性(比较表3，编号1和2)。但是，在4位安置CF3基团提高了转化率且该区域选择性是中等的(比较表3，编号2和3)。在2位较小的取代基(例如氟或甲氧基)比-CF3基团提供更好的转化率；但是，选择性明显更低。有趣的是，在该吡啶的2位和6位安置取代基极大地提高了区域选择性。转化率受所述取代基的空间位阻的影响(比较表3，编号6、7和8)。过量的硼试剂大大改善了反应结果。未检测到醛醇缩合产物且仅观察到邻位硼基化产物。
接下来，对酮类进行初步范围研究。成功地硼基化各种烷基和芳基酮。使用2-甲氧基吡啶作为支撑配体进行的环丙基苯基酮的铱-催化的硼基化，提供了50％产率的邻位硼基化产物。3,5-二氟苯乙酮的硼基化顺利进行，其中使用4-三氟吡啶作为配体。通过GC检测到47％的转化率，其中邻位硼基化产物:对位硼基化产物的比例为16:1。未对产率进行优化，且应当注意的是，如果将dtbpy用作配体，则在氟取代基之间的4位发生硼基化。
使用其他含羰基的底物进行配体优化研究。当3,5-二(三氟甲基)吡啶用作配体时，苯甲酸甲酯提供了可接受的邻位选择性(邻/(间+对)＝11.7:1)和良好的转化率。所述2-CF3和4-CF3取代的吡啶提供差的区域选择性。有趣的是，当采用2-甲氧基吡啶时，得到了非常好的邻位选择性(邻/(间+对)＝10.4:1)。2-甲氧基吡啶在Aldrich的价格是每25克$29.70，这使其成为非常有吸引力的配体选择。相比之下，当使用所述二齿配体dtbpy时，苯甲酸甲酯仅在间位和对位进行硼基化且未检测到邻位硼基化产物。此外，当2-甲氧基吡啶用作支持配体时，N,N-二甲基苯甲酰胺提供了良好的转化率和出色的邻位选择性。其他单齿吡啶配体无法引起苯甲酰胺的硼基化或获得较差的转化率。这些结果表明，当采用一些二齿和单齿吡啶配体时，反应结果明显不同。
据推测，当不存在定向基团时，单齿吡啶配体也可提高氟邻位硼基化的选择性。为了评估这种假设，检测了用2-甲氧基吡啶硼基化3-氟甲苯并与使用2-(氨基甲基)吡啶和dtbpy进行的硼基化相比较。如表4所示，用2-甲氧基吡啶作为配体获得优异的结果。将异构体的比例提高至4.7:1，有利于对氟取代基邻位的硼基化。相比而言，当采用二齿dtbpy作为配体时，检测到1:1比例的异构体。
表4.3-氟甲苯的硼基化。
a3-氟甲苯:B2pin2＝1:1，THF，80℃
还在1-氯-2,3-二氟苯的硼基化中探讨了这组配体。使用2-(氨基甲基)吡啶作为配体提供了良好的转化率和良好的选择性以倾向于硼基化氟取代基的邻位(表5)。当采用相同配体时，将溶剂从THF变为己烷稍微提高了其选择性。所述配体是市售可得的(Aldrich，每25克$60.9)。此外，当使用2-甲氧基吡啶配体时，检测到3.3:1比例的硼基化产物。观察到其他单-和二硼基化产物且所述底物的总转化率是85％，如19F NMR分析所测定。有趣的是，两种配体均优于btfbpy联吡啶配体，该btfbpy联吡啶配体在THF中提供了2.5:1比例的硼基化产物(表5)。这个联吡啶配体不是市售可得的；但是其可通过一步合成方法，从2-氯-4-(三氟甲基)吡啶(Oakwood Chemical，每25克$110)制备。
表5.1-氯-2,3-二氟苯的硼基化。
a1-氯-2,3-二氟苯:B2pin2＝1:1，80℃
重要的是，如下文反应方案所总结的，这些方法增补了采用额外配体的其他硼基化方法，
实验方法
苯乙酮硼基化的一般操作
在氮气填充的手套箱中，向3mL小瓶中装入[Ir(OMe)cod]2(3.3mg，0.005mmol，1mol％)和B2pin2(127mg，0.5mmol)，然后装入THF(1.5mL)。向所得溶液中加入苯乙酮(116μL，1.0mmol)和吡啶配体(0.01mmol，2mol％)。盖好该小瓶并将其从该手套箱中移出。将该反应混合物在80℃加热15h。将该反应混合物冷却至室温，接触空气并提取样品用于GC分析。该结果列于上表3。总转化率对应的是苯乙酮的总转化率。
在3-氟甲苯硼基化中用于配体研究的一般操作
在氮气填充的手套箱中，向3mL小瓶中装入[Ir(OMe)cod]2(3.3mg，0.005mmol，1mol％)、B2pin2(127mg，0.5mmol)和dtbpy(2.7mg，0.01mmol，2mol％)，然后装入己烷(1.5mL)。对于2-(氨基甲基)吡啶(1.0μL，0.01mmol，2mol％)，将其最后加入。向所得溶液中加入3-氟甲苯(111μL，1.0mmol)。盖好该小瓶并将其从该手套箱中移出。将该反应混合物在70℃加热15h。将该反应混合物冷却至室温，接触空气并提取样品用于GC分析。该结果列于上表4。
当使用2-甲氧基吡啶作为配体时，采用另一操作。在氮气填充的手套箱中，向3mL小瓶中装入[Ir(OMe)cod]2(6.6mg，0.01mmol，1mol％)和B2pin2(254mg，1.0mmol)，然后装入THF(1.5mL)。向所得溶液中加入3-氟甲苯(111μL，1.0mmol)，然后加入2-甲氧基吡啶(2.1μL，0.02mmol，2mol％)。盖好该小瓶并从该手套箱中移出。将该反应混合物在80℃加热24h。将该反应混合物冷却至室温，接触空气并提取样品用于NMR分析。
硼基化1-氯-2,3-二氟苯的一般操作
在氮气填充的手套箱中，向3mL小瓶中装入[Ir(OMe)cod]2(3.3mg，0.005mmol，1mol％)和B2pin2(127mg，0.5mmol)。称取1-氯-2,3-二氟苯(148mg，1.0mmol)，装在试管中并转移至含适当溶剂(1.5mL)的反应小瓶中。然后将2-(氨基甲基)吡啶(1.0μL，0.01mmol，2mol％)加至反应混合物中。盖好该小瓶并将其从该手套箱中移出。将该反应混合物在50℃加热16h。将该反应混合物冷却至室温，接触空气并提取样品用于GC和NMR分析。该结果列于上表5。
环丙基苯基酮的硼基化
在氮气填充的手套箱中，向3mL小瓶中装入Ir(OMe)cod]2(6.6mg，0.01mmol，1mol％)和B2pin2(254mg，1.0mmol)，然后装入THF(1.5mL)。向所得溶液中加入环丙基苯基酮(138μL，1.0mmol)和2-甲氧基吡啶(2.1μL，0.01mmol，2mol％)。盖好该小瓶并将其从该手套箱中移出。将该反应混合物在80℃加热16h。将该溶剂通过旋转蒸发浓缩并将油性残余物用快速色谱，使用EtOAc-戊烷作为洗脱剂进行纯化。得到环丙基(2-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷-2-基)苯基)酮，其为白色固体(53％):1H NMR(500MHz，CDCl3)δ7.97(d，J＝7.6Hz，1H)，7.54-7.50(m，2H)，7.47-7.42(m，1H)，2.67-2.61(m，1H)，1.40(s，12H)，1.31-1.27(m，2H)，1.09-1.04(m，2H)；13C NMR(125MHz，CDCl3)δ202.4，141.9，132.5，132.2，129.0，127.6，83.8，25.1，16.7，12.4；11B NMR(160MHz，CDCl3)δ30.8。
3’,5’-二氟苯乙酮的硼基化
在氮气填充的手套箱中，向3mL小瓶中装入[Ir(OMe)cod]2(3.3mg，0.005mmol，1mol％)和B2pin2(127mg，0.5mmol)，然后装入THF(1.5mL)。向所得溶液中加入3’,5’-二氟苯乙酮(156mg，1.0mmol)和4-三氟甲基吡啶(1.1μL，0.01mmol，2mol％)。盖好该小瓶并将其从该手套箱中移出。将该反应混合物在80℃加热19h。将该溶剂通过旋转蒸发浓缩并将油性残余物用快速色谱，使用Et2O-戊烷混合物作为洗脱剂进行纯化。用戊烷重结晶，得到1-乙酰基-3,5-二氟-2-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷-2-基)苯，其为白色晶体(34％):1H NMR(300MHz，CDCl3)δ7.33(ddd，J＝8.4，2.1，0.4Hz，1H)，6.96(ddd，J＝8.5，8.0，2.1Hz，1H)，2.56(s，3H)，1.42(s，12H)；19F NMR(283MHz，CDCl3)δ-101.18，-108.04。
N,N-二甲基苯甲酰胺的硼基化
在氮气填充的手套箱中，向3mL小瓶中装入[Ir(OMe)cod]2(3.3mg，0.005mmol，0.5mol％)、N,N-二甲基苯甲酰胺(149mg，1.0mmol)和B2pin2(254mg，1.0mmol)，然后装入THF(1.5mL)。向所得溶液中加入2-甲氧基吡啶(1.1μL，0.01mmol，1mol％)。盖好该小瓶并将其从该手套箱中移出。将所得混合物在110℃加热17h。将该反应混合物冷却至室温，接触空气并提取样品用于GC和NMR分析。向邻位硼基化产物的转化率是84％，通过GC分析仅含有痕量的其他硼基化异构体。该反应混合物的1H-NMR谱的共振与文献中找到的邻位硼基化苯甲酰胺的那些匹配。
使用苯甲酸甲基酯硼基化的其他配体筛选
在氮气填充的手套箱中，向3mL小瓶中装入[Ir(OMe)cod]2(3.3mg，0.005mmol，1mol％)和B2pin2(127mg，0.5mmol)。将THF(1.5mL)加至该小瓶，然后加入苯甲酸甲酯(124μL，1.0mmol)。加入合适的吡啶配体(0.01mmol，2mol％)。当dtbpy被用作配体时，将其称重并装在小瓶中，然后加入溶剂。盖好该小瓶并将其从该手套箱中移出。将反应混合物在80℃加热18h。将该反应混合物冷却至室温并提取样品用于GC分析。该结果列于表6。
表6.使用苯甲酸甲酯硼基化的配体筛选。
a反应在50℃运行。b苯甲酸甲酯:B2pin2＝1:1
实施例6.使用Pd/C和甲酸铵的一锅法硼基化和加氢脱卤
按照上述被吸电子基团取代的芳烃邻位硼基化的策略来研究串联的硼基化/脱卤化。如上所讨论，在被吸电子基团取代的芳烃的情况下，所述芳烃的铱-催化的C-H活化-硼基化通常受空间效应的影响。在上述串联的硼基化/脱卤化方法中，所述底物可包含吸电子基团和该吸电子基团对位的牺牲原子(例如，卤素，例如Cl或Br)，从而空间上阻碍所述铱催化剂进攻其他有空间优势的位置即所述吸电子基团的间位。因此，该芳烃的铱-催化的C-H活化-硼基化排他性地产生所述邻位硼基化的(电性)产物。随后的脱卤化可排他性地提供所期望的电性产物。
上述研究的串联硼基化-加氢脱卤方法涉及两个独立的反应，其中将各产物分离并用于下一步。该加氢脱卤方法使用Pd(OAc)2、聚甲基氢硅氧烷(PMHS)和氟化钾(KF)作为加氢脱卤试剂。该反应还可以一锅法进行，其中进行所述C-H活化硼基化反应，然后加入Pd(OAc)2、PMHS和KF以进行所述加氢脱卤反应，得到良好收率的所期望产物。
研究一种改进的一锅法硼基化-加氢脱卤方法，其使用钯/炭(Pd/C)和甲酸铵作为加氢脱卤试剂。这种方法可用于制备在其他情况下难以形成的硼基化分子。该方法避免需要低温条件来形成高官能团化的硼基化分子，其是多个各种高盈利农药分子的关键中间体。所述方法还除去了可能的反应中间体，所述反应中间体是使用制备这些硼基化分子的传统Li-H交换反应所形成的。
从实用的观点来看，所述一锅法省去了分离、纯化中间体的时间并控制废物和溶剂的使用。此外，在C-H活化和加氢脱卤中的官能团的耐受扩宽了这个方法的合成效用，从而允许获得更宽范围的硼基化芳烃。
结果
用于一锅法硼基化-加氢脱卤的一般合成方法如下所述。
在上面反应方案中详述的一般硼基化步骤在1mmol的起始芳烃(选自表7的编号1-6)上进行且该反应在24h后完成，用NMR波谱判断。将该反应容器从氮气气氛的手套箱中移出并将该反应溶液转移至烘箱干燥的圆底烧瓶中。将该烧瓶连接至回流冷凝器并用氮气吹扫5min。上文反应方案详述的一般加氢脱卤步骤(使用Pd/C和甲酸铵)在室温进行24h。将该挥发物通过旋转蒸发除去以得到反应产物。然后将该反应产物用NMR波谱表征。结果如下表7所示。
表7.使用Pd/C和甲酸铵的一锅法硼基化和加氢脱卤
a分离产率；b转化率
所附权利要求中的组合物和方法并不受本文所述具体组合物和方法的范围限制，所述具体组合物和方法旨在说明权利要求的一些方面。在功能上等同的任意组合物和方法均旨在落入本发明权利要求的范围内。所述组合物和方法的各种修改，包括本文所示和描述的那些均旨在落入所附权利要求的范围。此外，虽然仅对本文公开的一些代表性的组合物和方法步骤进行了具体描述，但是该组合物和方法步骤的其他组合也旨在落入所附权利要求的范围内，即使没有具体提及。因此，步骤、元素、成分或组分的组合可以是本文或多或少明确提及的，但是，也包括步骤、元素、成分或组分的其他组合，即使未明确提及。
本文所用术语“包含”及其变体与术语“包括”及其变体可同义使用且均为开放、非限制性术语。尽管术语“包括”和“包含”已在本文中用于描述各种实施方案，但是术语“基本由……组成”和“由……组成”可用来代替“包含”和“包括”以提供本发明更加具体的实施方案且这些实施方案也被公开。除另有说明，在本说明书和权利要求中所用的表达几何形状、尺寸等的全部数值应被理解为最小限度的，而不是试图将等同于权利要求范围的理论的应用限制成用有效数字值和普通舍入方法来解释。
除非另外定义，本文所用的全部技术和科学术语具有如本发明所属技术领域的一般技术人员所理解的相同的含义。本文所引用的出版物以及所引用的材料均专门引入作为参考。
Claims (21)
1.一种形成硼基化的芳烃的方法，其包括：
提供底物，该底物包括具有1-4个取代基的取代的芳烃环，其中所述芳烃环在对CH-活化有电性优势的第一位置是未取代的且在对CH-活化有空间优势的第二位置是未取代的；和
将所述底物与铱前体络合物、选自单齿配体和二齿配体的配体和硼基化试剂在有效形成第一硼基化芳烃和任选地第二硼基化芳烃的条件下接触；
其中所述第一硼基化芳烃包括具有1-4个取代基和在所述第一位置的硼酸或硼酸衍生物的取代的芳烃环，
其中当所述第二硼基化芳烃形成时，其包括具有1-4个取代基和在所述第二位置的硼酸或硼酸衍生物的取代的芳烃环，和
其中所述第一硼基化芳烃与所述第二硼基化芳烃的摩尔比为至少1:1，如GC-FID所确定。
2.权利要求1的方法，其中所述芳烃环具有1-3个取代基。
3.权利要求1-2中任一项的方法，其中所述芳烃环被选自-F和-CF3的吸电子基团取代。
4.权利要求1-3中任一项的方法，其中所述底物包括被选自-F和-CF3的吸电子基团取代的苯环，其在所述吸电子基团的邻位为未取代的且在所述吸电子基团的间位是未取代的，
其中所述第一硼基化芳烃包括被选自-F和-CF3的吸电子基团取代和在该吸电子基团的邻位具有硼酸或硼酸衍生物的苯环，且
其中当所述第二硼基化芳烃形成时，其包括被选自-F和-CF3的吸电子基团取代和在所述吸电子基团的间位具有硼酸或硼酸衍生物的苯环。
5.权利要求1-3中任一项的方法，其中所述底物包括吡啶环，其选自2-,4-二取代的吡啶环、2-,6-二取代的吡啶环、2-,4-,6-三取代的吡啶环和2-取代的吡啶环。
6.权利要求1-5中任一项的方法，其中所述配体包括缺电子二齿配体。
7.权利要求6的方法，其中所述二齿配体包括被一个或多个吸电子取代基取代的2,2’-联吡啶。
8.权利要求6-7中任一项的方法，其中所述二齿配体包括式IVa、式IVb或式IVc所定义的化合物
其中n为0、1、2或3且R10每次出现时独立地为氢、卤素、氰基、硝基、C1-C6烷基或C1-C6全氟烷基，前提是当所述二齿配体包括式IVa或式IVb所定义的化合物时，一个或多个R10不为氢。
9.权利要求1-5中任一项的方法，其中所述配体包括单齿吡啶配体。
10.一种形成硼基化的芳烃的方法，其包括：
提供底物，该底物包括被选自吸电子基团和定向金属化基团的部分取代的芳环，其中所述芳环在所述部分的邻位是未取代的；和
将所述底物与铱前体络合物、单齿配体和硼基化试剂在有效形成第一硼基化芳烃的条件下接触，
其中所述第一硼基化芳烃包括被选自吸电子基团和定向金属化基团的部分取代和在所述部分的邻位上具有硼酸或硼酸衍生物的芳环。
11.权利要求10的方法，其中所述芳环在所述部分的邻位是未取代的且在所述部分的间位是未取代的。
12.权利要求11的方法，其包括将所述底物与铱前体络合物、单齿配体和硼基化试剂在有效形成所述第一硼基化芳烃和第二硼基化芳烃的条件下接触；
其中所述第二硼基化芳烃包括被选自吸电子基团和定向金属化基团的部分取代和在所述部分的间位具有硼酸或硼酸衍生物的芳环；和
其中所述第一硼基化芳烃与所述第二硼基化芳烃的摩尔比为至少1:1，如GC-FID所确定。
13.权利要求10-12中任一项的方法，其中所述部分为选自-F和-CF3的吸电子基团。
14.权利要求1-4或6-13中任一项的方法，其中所述底物包括式I所定义的化合物
其中
X是F或CF3；
R1是氢、卤素、-OR4、-NR5R6、-C(＝O)R7、氰基、C1-C6烷基或C1-C6卤代烷基；
R2是氢、卤素、-OR4、-NR5R6、-C(＝O)R7、氰基、C1-C6烷基或C1-C6卤代烷基；
R3是氢、卤素、-OR4、-NR5R6、-C(＝O)R7、氰基、C1-C6烷基或C1-C6卤代烷基；
R4、R5和R6每次出现时各自独立地为氢或C1-C6烷基；和
R7每次出现时独立地为氢、-OR4、-NR5R6或C1-C6烷基；
所述第一硼基化芳烃包括式II所定义的化合物
其中
X、R1、R2和R3如上所述，且Y为硼酸或硼酸衍生物；和
当所述第二硼基化芳烃形成时，其包括式III所定义的化合物
其中
X、R1、R2和R3如上所述，且Y为硼酸或硼酸衍生物。
15.权利要求1-4或6-14中任一项的方法，其中所述底物包括1-氯-3-氟-2-取代的苯。
16.权利要求1-4或6-15中任一项的方法，其中所述底物包括1-氯-3-氟-2-甲氧基苯，且其中所述第一硼基化芳烃包括(4-氯-2-氟-3-甲氧基苯基)硼酸或(4-氯-2-氟-3-甲氧基苯基)-硼酸衍生物。
17.权利要求1-16中任一项的方法，其中所述铱前体络合物包括铱络合物，其选自Ir(I)-环辛二烯前体络合物、Ir(I)-环辛烯前体络合物、Ir(I)-均三甲苯前体络合物、Ir(I)-膦前体络合物、Ir(I)-1,2,3,4,5-甲基环戊二烯基前体络合物及它们的组合。
18.权利要求1-17中任一项的方法，其中所述底物、第一硼基化芳烃和当形成时的第二硼基化芳烃包含选自-Cl和-Br的取代基。
19.权利要求1-18中任一项的方法，其中所述底物包括下式所定义的化合物
其中
X为选自吸电子基团或定向金属化基团的部分；
R1是氢、卤素、-OR4、-NR5R6、-C(＝O)R7、氰基、C1-C6烷基或C1-C6卤代烷基；
R2是氢、卤素、-OR4、-NR5R6、-C(＝O)R7、氰基、C1-C6烷基或C1-C6卤代烷基；
R3是-Cl和-Br；
R4、R5和R6每次出现时各自独立地为氢或C1-C6烷基；和
R7每次出现时独立地为氢、-OR4、-NR5R6或C1-C6烷基；
所述第一硼基化芳烃包括如下式所定义的化合物
其中
X、R1、R2和R3如上所述，且Y为硼酸或硼酸衍生物；和
当所述第二硼基化芳烃形成时，其包括下式所定义的化合物
其中
X、R1、R2和R3如上所述，且Y为硼酸或硼酸衍生物；
其中所述第一硼基化芳烃与所述第二硼基化芳烃的摩尔比为至少25:1，如GC-FID所确定。
20.权利要求18-19中任一项的方法，其中所述方法还包括使所述第一硼基化芳烃还原性地脱卤化以获得脱卤化的硼基化芳烃。
21.权利要求1-20中任一项的方法，其还包括将所述第一硼基化芳烃或所述脱卤化的硼基化芳烃与选自芳基卤化物、芳基类卤化物、乙烯基卤化物和乙烯基类卤化物的反应物和过渡金属催化剂接触，以使所述第一硼基化芳烃或所述脱卤化的硼基化芳烃与所述反应物交叉偶联。
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