英文原题：Applications of the DIB-BBr3 Protocol in Bromination Reactions
通讯作者：杨英洋、柯志海
作者：潘良坤，Ka-Mei Lee, Yung-Yin Chan
背景介绍
溴化反应是有机合成中非常重要的反应类型，由此生成的溴代产物是化学合成中重要的反应砌块。拥有I(III)-Br键的非对称高价碘试剂是重要的有机溴代反应试剂，这一不稳定的活性非对称高价碘中间体通常由二乙酰氧基碘苯（DIB）和无机溴化物通过原位反应生成，然而这一方法通常只适用于单一的溴代反应，杨英洋课题组在前期研究的基础上（New J. Chem. 2022, 46, 21047），以DIB与三溴化硼进行组合，通过原位生成产生活性非对称高价碘中间体，并可以应用于广泛的溴代反应之中，具有良好的反应活性和优秀的化学选择性。
文章亮点
1.首次利用二乙酰氧基碘苯（DIB）和三溴化硼进行组合原位生成活性非对称高价碘试剂（PhIBrOAc），三溴化硼作为路易斯酸在活化高价碘试剂的同时，作为反应的溴源被转移到产物中，起到了双重作用。
2. 原位生成的非对称活性高价碘中间体（PhIBrOAc）具有光依赖的反应活性，可以分别在光照与黑暗条件下进行相应的自由基反应与离子化反应，具有良好的化学选择性。
3.反应原料便宜易得，无金属参与，并具有广泛的底物适应性。
图文解读
首先作者通过对照实验发现三溴化硼与二乙酰氧基碘苯（DIB）进行联用时具有独特的反应活性，在芳香化合物的偶联反应以及分子内的溴代环化反应中展现出了与三溴化铝，溴单质与NBS完全不同的反应选择性，证明DIB/BBr3可以通过产生独特的非对称高价碘中间体发挥作用。
在此基础上作者对这一活性高价碘试剂的性质进行了深入的研究，发现这一原位生成的活性中间体具有光依赖的反应活性。在光照的条件下，活性中间体的I(III)-Br键发生均裂，产生溴自由基，从而引发了一些列的苄基溴代反应；然而在黑暗条件下，芳香溴代的产物则会通过离子化的中间体得到。通过这一反应性质，作者实现了化学选择性的C(sp3)-H 和 C(sp2)-H单溴代反应，相应的溴代苯以及苄基溴代物可以以良好的收率分别在避光与光照条件下得到（Table 1）。同时，作者还利用DIB/BBr3 进行了一系列的化学反应，包括溴代内酯化反应，分子内氨基环化反应以及羰基的α溴代反应，均得到了良好的化学选择性与收率。
Table 1. Chemoselective C(sp3)-H and C(sp2)-H mono-brominationa
最后，作者进行了一些列的机理研究，通过对照试验，核磁共振氢谱以及UV/Vis等一系列手段证明了活性非对称高价碘中间体（PhIBrOAc）的存在，并排除了原位生成溴单质的可能性，并以此给出了可能的反应机理。
总结与展望
杨英洋教授团队通过DIB/BBr3的组合通过原位生成的方式，产生了非对称高价碘中间体（PhIBrOAc），并通过这一活性中间体实现了一些列的溴代反应，取得了良好的收率与化学选择性。尽管通过机理实验证实了PhIBrOAc活性中间体的存在，然而这一中间体确因为较高的活性难以分离。对于含有I(III)-Br键的稳定的高价碘试剂，以及固相载体偶联的非对称溴代高价碘试剂的制备与研究，依然是这一领域研究的重点与亟待解决的难题。
通讯作者
杨英洋 教授
杨英洋，香港中文大学化学系教授，博士生导师。2001年本科毕业于香港中文大学化学系，2005年于香港中文大学获得化学博士学位，2005-2008年在哈佛大学从事博士后研究。2009年加入新加坡国立大学开展独立研究工作，2014年晋升为副教授，于2015年回到母校，2016-2021年担任香港中文大学化学系系主任，並于2019年晉升為教授。主要从事手性有機催化劑研究，並應用於不对称鹵化反應，以绿色化学方法合成杂环，促進小分子药物的發展。近年在化学與催化领域顶尖杂志如 Nature Catalysis, Chem, JACS, Angew. Chem. Int. Ed., Chem. Sci., ACS Catalysis 上发表110余篇论文。近年来获得多项奖项包括 Thieme Chemistry Journal Award (2011)，MIT Technology Review Innovator (2015), Asian Core Program Lectureship Awards (2017), Daicel-SNIC Prize for Creativity in Synthetic Chemistry Award (2019), ACC Asian Rising Stars Lectureship Award (2019), Outstanding Fellow at CUHK (2021) 以及 Croucher Senior Research Fellowship (2022)。
柯志海 教授
柯志海于2012年获香港中文大学化学博士学位。2012年至2015年，他在新加坡国立大学化学系从事博士后研究。2015年8月回到香港中文大学化学系担任助理教授（研究），作为负责人先后主持3项香港研究资助局研究基金（自然科学基金）。他于2020年8月加入香港中文大学（深圳）理工学院担任助理教授。柯志海博士的研究兴趣包括：有机小分子催化、张力环开环、新型路易斯酸/碱、不对称合成等。他已发表SCI论文30余篇，其中作为第一/通讯作者在J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem., Int. Ed.、ACS Catal.、Green Chem.、Org. Lett.、Adv. Synth. Catal.等知名学术期刊发表论文20多篇，部分方法学被国际同行点亮并应用。
转自：“ACS美国化学会”微信公众号
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