在不对称催化领域，离子对策略得到了广泛的应用。早在上世纪80年代，化学家就利用金鸡纳碱衍生的阳离子实现了相转移催化剂的手性控制过程，随后在这个领域，大量的研究促进了不对称有机催化的发展（Fig. 1A, left）。在过去的几十年里，人们采用相反的策略，即利用手性阴离子来和阳离子反应中间体配对，也取得了巨大的成功，这种策略不仅在有机催化领域得到了应用，而且在金属催化的领域也展露锋芒。然而，利用金属阴离子与之配位却研究较少。虽然有手性阳离子与金属阴离子配位的少量研究，但大多局限于二磷杂二磷钨酸盐阴离子及过钼酸盐配合物（Fig. 1A, center）。由于金属阴离子在大多数反应中存在较少，因此手性阳离子与过渡金属阴离子结合的研究相对较少。鉴于手性阳离子在不对称有机催化中良好的手性控制能力，采用一个一般性的策略实现手性阳离子与金属催化相结合将对不对称催化领域产生巨大影响。

在这个策略的实施过程中，Ooi课题组取得了重要的进展，他们将手性阳离子嵌入磷配体中，在钯催化的季碳构筑反应中实现了良好的手性诱导（Fig. 1A, right）。本文设想一种更加一般性的方法，即不将手性阳离子嵌入至配体中（Fig. 1B）。手性阳离子距金属反应中心的距离至关重要，距离太近会抑制反应进行，距离太远则不能实现手性控制。

虽然立体选择性的C-H去对称化策略在钯、铑等金属催化的芳烃官能团化中有着广泛应用，但直到最近才有Yu课题组实现了芳烃间位芳基化反应（Fig. 1C）。C-H硼化反应是一类极其有用的反应，C-B键可以实现多样性的转化，但是迄今为止，只有Hartwig及Ke课题组实现了芳烃硼化的手性控制。在这两个例子中，均是利用手性配体及导向基实现芳烃邻位的硼化反应。间位的立体选择性硼化反应由于距离手性诱导中心较远，在合成中仍旧是一个挑战。

最近，英国剑桥大学的Robert J. Phipps课题组发展了阴离子联吡啶配体，实现了铱催化的芳烃间位C-H硼化反应（Fig. 1D），反应高的间位选择性主要是由于底物与配体中的砜基团的氢键作用。本文中作者设想将四丁基铵抗衡离子替换为手性阳离子，在此情况下将会产生手性环境，从而实现了立体选择性的C-H硼化过程，通过去对称化策略实现手性中心的构建（Fig. 1E）。相关研究成果发表在Science上（DOI: 10.1126/science.aba1120）。

（来源：Science）

首先，作者采用苯乙酰胺2a为模板底物进行条件优化（Fig. 2A），通过对配体、溶剂与氮保护基等反应条件的优化，作者确定了反应的最优反应条件为：L^.1g为手性阳离子、B₂pin₂为硼源、CPME为溶剂，反应于-10 ℃下反应，最终以72%的收率及96%的ee值得到目标产物。值得注意的是，反应并非动力学拆分过程。

确定最优反应条件后，作者随后对反应底物的一般性进行了考察（Fig. 2B,C）。卤素、三氟甲氧基、酯基、硝基等基团均能兼容反应条件，将三氟乙酰基替换为乙酰基后，ee值稍有下降。供电基团取代的芳烃效果较差，可能是反应温度太低导致的。值得注意的是，反应具有很高的间位选择性。同时，作者发现，当底物芳烃邻位具有卤素取代基时，反应无需配体也可实现间位选择性。紧接着，作者又将底物范围扩展至对称的磷酰胺底物（Fig. 3），反应体系也能以良好的ee值得到产物。氮上取代基可以为芳基或叔丁基，酯基、硝基等基团也不会影响反应进行。

（来源：Science）

（来源：Science）

由于使用的去对称化策略，其中两个官能团必须是相同的，作者设想通过此反应可以区分两个相同官能团的差异性（Fig. 4A）。在第一个例子中，作者经间位硼化、氧化过程实现了两个氯原子的选择性芳基化反应；在第二个例子中，作者经间位硼化、氰化实现了两个酯基的选择性水解。这种差异性主要是由于新引入取代基的电性决定的。

为了说明反应的实用性，作者随后采用配体L^.1j也实现了反应的手性控制过程（Fig. 4B）。为了验证反应中的氢键作用，作者N-H进行甲基化保护，所得底物并没有反应性；反应升温后，ee值也得到了大幅度下降，因此，底物与配体的氢键作用在反应性及ee值控制中均具有重要作用（Fig. 4.C）。随后，作者将手性阳离子替换为非手性阳离子，产物消旋，说明手性阳离子与配体的离子键作用在手性诱导过程中至关重要（Fig. 4D）。

（来源：Science）

小结：Robert J. Phipps课题组结合手性阳离子与金属催化剂，采用去对称化策略，实现了芳烃间位的立体选择性C-H硼化反应。反应设计新颖，为配体设计提供了新型的设计思路，促进了催化反应的发展。