Stereoselective 1,2-Metalate Rearrangement of α-Chloroalkylboronic Esters with gem-Diborylalkanes

Gwanggyun Kim, Doyoon Kim, Seungcheol Han, Sehoon Park, and Seung Hwan Cho*

우리는 gem-diborylalkane을 친핵체 전구체(pronucleophile)로 사용하여, α-haloalkylboronic ester의 높은 입체선택성을 가진 1,2-메탈레이트 자리옮김 반응을 제시하였다. 붕소 활성화제를 조절해 α-borylcarbanion 의 농도를 반응계 내에서 제어함으로써 형성된 boron-ate 착물이 루이스 산에 의해 촉진되는 1,2-메탈레이트 자리옮김 반응을 수행할 수 있었으며, 그 결과 우수한 입체선택성을 가진 vicinal diboronic ester를 높은 수율로 합성할 수 있었다. in situ ¹¹B NMR 분광법을 통해 boron-ate 중간체의 형성을 뒷받침하였으며, 밀도범함수이론(DFT) 계산을 통해 활성화제에 따라 달라지는 탄소 음이온 생성 거동과 알킬–알킬 입체 반발의 최소화가 높은 부분입체선택성에 기여함을 보여주였다. 아울러 다양한 후속 변환과 광학적으로 순수한 1,2-dicyclohexylethane-1,2-diol의 간결한 합성을 통해 생성물의 합성적 활용성을 입증하였다. 본 연구는 Journal of the American Chemical Society에 게재되었다.

We report a highly diastereoselective and stereospecific 1,2-metalate rearrangement of enantioenriched a-haloalkylboronic esters using gem-diborylalkanes as pronucleophiles. Controlled in situ generation of a-borylcarbanions, achieved by tuning the boron activator, enables efficient boron-ate complex formation and subsequent Lewis acid-promoted 1,2-metalate rearrangement to furnish vicinal diboronic esters in high yields with excellent diastereoselectivity. Mechanistic studies, including in situ ¹¹B NMR spectroscopy and density functional theory calculations, support the formation of a boron-ate intermediate and suggest that activator-dependent carbanion generation and minimization of alkyl–alkyl steric repulsion contribute to the high diastereoselectivity. The synthetic versatility of the products is demonstrated through diverse derivatizations and the concise synthesis of enantioenriched 1,2-dicyclohexylethane-1,2-diol.

https://doi.org/10.1021/jacs.6c14748