引用本文:谭敬杰, 罗永安,吴翊乐, 等. Piers硼烷的应用研究进展[J]. 化学试剂，2023，45(1)：1-11.DOI:10.13822/j.cnki.hxsj.2022.0759
化石燃料是最重要的工业基础原料和主要能源，它的大量使用也产生了诸多环境和社会问题，如温室气体排放、资源枯竭以及多次“石油危机”。实现化石气体原料和生物质资源的高效、绿色转化是当前研究的一大热点。在这些转化中，过渡金属催化是目前广泛应用的成熟技术，占据了包括合成氨、烯烃聚合等工业合成的最大份额。
总结了Piers硼烷自发现以来的一系列应用，包括在活化小分子、催化有机反应、受阻路易斯酸碱对、烯烃聚合催化、以及不对称催化等方面的研究；
为硼化合物在有机催化和小分子活化等领域的研究提供参考。
由于Piers硼烷的结构中硼原子上连有两个强吸电子的五氟苯基取代基，使得硼中心具有较强的路易斯酸性，也使得其硼氢键较其他硼烷更为活泼。因此Piers硼烷有望用于不饱和有机底物或气体小分子的活化。1.1 活化烯烃、炔烃、醛和酮
Piers课题组[7]在开发出Piers硼烷后，立即研究了其与炔烃和烯烃的反应，并发现Piers硼烷可以与烯烃、炔烃、醛和酮发生硼氢化加成反应，得到相应的含硼取代产物(图2)。
相比于其他较为活泼的硼烷，频哪醇硼烷HBpin较为惰性，通常需要在过渡金属的催化下才能实现与炔烃的硼氢化反应。2016年，Stephan等[12]发现，Piers硼烷可以高效地催化炔烃与频哪醇硼烷发生硼氢化加成反应，得到符合反马氏规则的加成产物——烯基硼酸频哪醇酯（图6）。2006年，Stephan等[15]报道并提出了受阻路易斯酸碱对(Frustrated Lewis Pairs, FLP）理论。在这一理论体系中，大位阻的路易斯酸和大位阻的路易斯碱之间，由于空间位阻导致两者不能形成传统的配位键或配位平衡。因此两者中间形成了一个较强的静电场作用，可以活化许多小分子和有机底物。在齐格勒-纳塔(Ziegler-Natta）类型烯烃聚合中，使用强路易斯酸性的三（五氟苯基）硼烷作为助催化剂，可以使过渡金属催化剂Cp2MR2 (M = Ti, Zr,等；R =烷基或卤素）发生脱烷基或脱卤素反应，形成过渡金属阳离子中心[Cp2MR]+[RB(C6F5)3]-，从而引发聚合反应。近年来，利用Piers硼烷构建的手性路易斯酸催化体系，在不对称催化中吸引了许多的关注。Piers硼烷可以与一系列的手性烯基骨架前体发生硼氢化反应，近乎当量地得到具有一个或多个手性中心的强路易斯酸化合物，从而应用于不对称加氢、不对称转移氢化等反应中。到目前为止，具有强路易斯酸性的硼烷及其他第13族氢化物试剂的种类较为有限，可以用于合成这类化合物的方法同样较少，且已有方法普遍存在条件苛刻、产率一般、原子经济性低等缺点。因此，未来在以下几个领域有望产生出更多且突破性的研究成果：（1）开发较为绿色高效的强酸性硼烷的合成方法；（2）开发其他13族元素氢化物的合成方法及应用研究；（3）将强路易斯酸性13族氢化物试剂应用于聚合物、纳米粒子的改性中，获得具有强酸性的材料，应用于非均相催化、气体的吸附与分离、小分子的活化与转化。
