Diboron transition metal complexes: a new strategy to study metal-assisted B-B bond activation in borylation reactions

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K15544
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 33010:Structural organic chemistry and physical organic chemistry-related
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: SHANG Rong 広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 助教 (70754216)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: ホウ素 / B-B結合活性化 / 金(I)錯体 / ホウ素N-ヘテロ環状カルベン

Outline of Final Research Achievements

This project investigates metal facilitated B-B bond activation, which is the initial, and some times reoccurring step, of the catalytic borylation processes. We developed a simple and generalized synthetic route to access rare isolable transition state-like mononuclear diboron complexes by using azadiboriridine (BNB) as a ligand and investigated their unprecedented structures, bonding and reactivity. This project identified metal co-ligands effect as well as the BNB ligand B-substituent effect on the chemo-selectivity of the B-B cleavage by the metal. This also led to discovery of novel reactivity of boron-gold complexes, which allowed small molecule activation.

Free Research Field

構造有機化学および物理有機化学関連

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

遷移金属はジボロン(4)を活性化し，不飽和有機分子のホウ素化触媒として働くことが知られている。この反応によって，高度に官能基化されたアルケニルボリル化合物の位置および立体選択的な合成が可能になった。得られた有機ホウ素化合物は，続く鈴木-宮浦クロスカップリング反応などのC-C結合形成プロセスに広く利用され，付加価値の高い天然物，生理活性分子および機能性材料のビルディングブロックとして広く用いられるようになった。本研究は未解明であった触媒的ホウ素化プロセスの最初の，そして触媒サイクルで重要なステップである金属により促進されるB-B結合活性化のメカニズムに関しての知見を得ることができた。