过渡金属催化的C(sp3 )-H硼化反应在有机合成化学中是一种有吸引力的方法。2012 年，Hartwig等课题报道了 3,4,7,8-四甲基-1,10-菲咯啉 (Me4phen)可以作为铱催化 C(sp3)-H硼化的配体。然而存在几个问题：（1）需要过量的底物，（2）双硼试剂的一个硼原子不能参与反应。2020 年，Hartwig开发了用于铱催化的 C(sp3 )-H 硼化的新配体。作为菲咯啉型配体：2-甲基-1,10-菲咯啉(2-Mephen)，该配体在使用化学计量的脂肪族化合物实现了催化转化。Schley 也开发了一种联吡啶芳基甲烷型配体用于C(sp3 )-H 硼化，得到较好的反应效果。

近日，日本九州大学Takeru Torigoe与Yoichiro Kuninobu教授也开发了使用联吡啶NNSi配体的铱催化 C(sp3)-H硼化反应。值得注意的是，大的硅基配体得到不同的选择性，它可以取代三（硼基）配合物的硼基配体，并且使用硼烷时 Ir/NNSi 催化的 C(sp3 )-H 硼基化也有效进行。

作者研究了配体在铱催化的正辛烷 (1a) 的 C(sp3 )-H 硼基化中的作用。在 [Ir(OMe)(cod)]2 (5 mol%) 和配体 (10 mol %) 系统中。Ir/Me4phen 和 Ir/2-Mephen 分别以 72% 和 64% 的产率得到(3a)。另一方面，6-Mebpy导致 3a 的产率较低。通过在 6-Mebpy 中引入二异丙基硅基，配体 L1 为 C(sp3 )-H 硼化生成了有效的催化剂，产率96%。L2 也得到令人满意的结果。L3 的铱催化剂效率不高。配体 L4 得到了一种高活性的 Ir 催化剂， 110% 的收率。L5仅产生少量 3a。4 mol% 的 Ir/L4 催化剂以119% 的产率得到 3a。(h6-mes)Ir[B(pin)]3 得到144% 的产率。与Me4phen 和 2-Mephen 相比，Ir/L4-催化剂有效地得到了3a（77% 产率）。使用 (h6-mes)Ir[B(pin)]3 前体提高了产率，在 6 mol% 的催化剂下得到 3a，产率为 96%。这些结果显示了优于 Me4phen 的 NNSi 钳形配体L4 的显着特性。

使用联硼 2a 对各种底物进行 Ir/L4 催化的 C(sp3)-H 硼化。3a 以139% 的产率分离。由于反应在密闭体系中进行，低沸点底物的反应可以进行，并且使用40当量的正己烷（1b），反应高效进行，得到3b，收率113%。醚和胺成功地转化为相应的硼化产物。二丁醚 (1c) 和三丙胺 (1d) 的反应得到 3c 和 3d，产率分别为 134% 和 123%。在空间位阻异丁醚 (1e) 的反应中，效率略有下降，使用 40 当量的 1e以 99% 的收率得到 3e。Ir/L4 不适用于亚甲基C(sp3 )-H 硼化。40 当量的环己烷 (1f) 使用 8 mol% 的催化剂在 140 ºC 下反应得到相应的硼化产物，产率为 11%。在相同条件下，Me4phen 以 38% 的收率得到 3f。末端甲基的选择性硼基化反应在丁基环己烷 (1g) 的反应中进行，得到 3g，产率为 135%。均三甲苯 (1h) 的苄基C(sp3)-H 键的硼化也进行得很好，以 161% 的产率得到了 3h。几种含有官能团的底物成功地转化为相应的硼化产物。二丁氧基甲烷 (1i) 的反应以 109% 的收率得到 3i，同时保留了缩醛部分。5 equiv 的新戊酸丁酯 (1j) 在环辛烷中发生反应，得到 3j，产率为 75%。

作者研究了 Ir/L4 催化的丁基乙基醚 (1k) 和 2-甲基庚烷 (1l) 的 C(sp3)-H 硼化反应的选择性。在 1k 的反应中，得到硼化产物的混合物。有趣的是，选择性不高（3k:3k' = 1.6:1），尽管报道的催化剂有利于在β位硼化为氧原子。事实上，Ir/Me4phen 在 6.3:1 中给出了 3k 和 3k´。NNSi 钳形配体可以产生类似的 Ir(III) 活性物质，但其中一个硼基配体被空间位阻的硅基配体取代，导致 β选择性低。在 1l 与 L4 的反应中，观察到中等选择性：该反应以 137% 的收率得到 6.0:1 的末端甲基硼化产物 3l 和α-支化甲基硼化产物 3l' 的混合物。相比之下，Me4phen 得到 2.8:1 的混合物。提高的选择性可以通过硅基配体的空间体积庞大来解释，导致甲基和催化剂之间的排斥。

在使用联硼 2a 的 Ir/L4 催化的硼化反应中，产率超过 100% 表明氢硼烷副产物参与了反应。铱催化的使用菲咯啉配体的 C(sp3 )-H 硼化反应使用联硼试剂，而硼氢化物不能用作硼源。使用频哪醇硼烷 [H-B(pin), 2b] 测试了 Ir/L4 催化的 1a 的 C(sp3 )-H 硼化。在 [Ir(OMe)(cod)]2 (1 mol%) 和 L4 (2 mol%) 存在下，1a（10 equiv）与 2b 在 120 ºC 下反应，得到硼化产物 3a，产率为 79%。相反，Me4phen 以25% 的产率形成 3a。

通过在 CDCl3 中混合 [IrCl(cod)]2 (1 equiv) 和 L3 (2.1 equiv) 观察到 NNSi 连接的铱络合物的形成。尽管得到的阳离子铱配合物是配位饱和的，但在催化量的配合物存在下，使用 60 当量的 1a 进行C(sp3)-H 硼化。这些结果表明，[IrCl(cod)]2 比 [IrOMe(cod)]2 更稳定、更便宜，可用作 C(sp3 )-H 硼化的 Ir 前体。事实上，使用 10 mol% [IrCl(cod)]2/L3 的反应以 105% 的产率得到 3a。配体L4 也具有类似的特性：4 mol% 的[IrCl(cod)]2/L4 以 110% 的产率得到 3a。使用 [IrCl(cod)]2/Me4phen 的反应导致 3a 的收率低。

总结一下，作者开发了一种用于铱催化的 C(sp3 )-H 硼化的新型配体。带有硅基的 2,2'-联吡啶或 1,10-菲咯啉的 Ir 催化剂有效地催化了该反应。这可能是由于源自刚性三齿 LLX 型 NNSi 钳形配体的复合物的热稳定性。多种脂肪族化合物可以转化为相应的硼化化合物。可能的催化活性物质是 NNSi 钳形连接的双（硼基）Ir（III）配合物：三（硼基）配合物的硼基配体之一被空间位阻的硅基配体取代。因此，底物的氧原子与硼基配体之间的相互作用可能会减弱，并且没有观察到β选择性。NNSi 钳形配体具有其他特性，例如。频哪醇硼烷发生有效的 C(sp3)-H 硼化。通过基于喹啉的NNSi钳形配体与[IrCl(cod)]2的反应观察到带有NNSi钳形配体的阳离子铱络合物的形成，该络合物对C(sp3)-H硼化具有催化活性。这意味着 [IrCl(cod)]2 也是 Ir/NNSi 催化的 C(sp3 )-H 硼化的合适前体。