硼原子掺杂对于稠环芳烃的光电性质影响显著，例如硼掺杂的稠环芳烃往往表现出强荧光，高路易斯酸性，以及独特的固态堆积行为。但是，由于硼原子中Pz空轨道的存在，含硼的分子极易受到亲核试剂的进攻，从而影响其稳定性。目前，主要有三种策略用来设计合成稳定的硼杂稠环芳烃（图1 a）：i）电子效应; ii）位阻效应；iii）结构约束策略。然而通过电子效应和位阻效应得到的含硼分子往往会牺牲其路易斯酸性（电子效应）和紧密的固态堆积行为（位阻效应）。与之相比，基于结构约束性策略得到的含硼多环芳烃不仅能保持高的路易斯酸性，同时也能表现出紧密的固态堆积行为，从而提高其在固态堆积下的电荷转移传输能力。
尽管关于结构约束型保护的含硼分子的合成已经取得了长足的进展，但是，现有的方法往往面临着官能团容忍度差和普适性低的缺点，目前仍缺少简便且适用性强的模块化方法来实现此类化合物的合成。
图1. a）现有的三种用来合成稳定硼杂稠环芳烃的策略；b）已报道的代表性的基于结构约束型保护的硼杂稠环芳烃；c）本文中报道的模块化级联策略用于合成基于结构约束型保护的硼杂稠环芳烃。
（图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.）
近日，德累斯顿工业大学冯新亮教授团队开发出了一种从简单易得的取代炔烃出发来制备结构约束型保护的硼杂稠环芳烃的“一步法”合成策略。该方法以三溴化硼（BBr3）引发炔烃的6-endo-dig 环化反应开始，通过1,4-硼迁移过程得到关键的活性中间体，该中间体进一步发生两次连续的亲电硼化反应从而得到基于结构约束型保护的硼掺杂稠环芳烃（图1c）。作者利用这一模块化级联反应策略合成了一系列硼掺杂的稠环芳烃，其中包括单硼掺杂的[4]螺旋结构，B/N共掺杂（B/N 不相邻）的[4]螺旋结构以及双B/N共掺杂的双[4]螺旋结构（图2）。此外，作者对这一系列分子的光学性质，电化学性质和固态堆积行为进行了系统的研究，并进一步揭示了该类分子的结构性能关系。
图2. 利用此方法合成的代表性的硼掺杂稠环芳烃分子。
（图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.）
图3. 代表化合物的固态堆积行为研究。
（图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.）
在该工作中，作者通过对反应底物的巧妙设计， 将6-endo-dig 环化反应，1,4-硼迁移过程和分子内的两次亲电硼化反应相结合，一步实现了基于结构约束型保护的硼掺杂稠环芳烃的合成。重要的是，该方法官能团容忍度高，底物适用范围广，为快速构建稳定的新型硼杂稠环芳烃提供了一条简便有效的路线。文章的第一作者是德累斯顿工业大学的博士研究生张金江。（Angew. Chem. Int. Ed. DOI: 10.1002/anie.202109840）
