有機矽化合物如芳基矽化物、炔基矽化物等廣泛存在於藥物及材料的結構單元中，其因穩定、低毒及功能基團兼容性好等優點在合成化學中備受關注。因此，如何高效地合成有機矽化合物一直是合成領域的熱點。從原子經濟性的角度出發，C−H鍵與氫矽烷通過釋放一分子氫氣生成矽化產物是最有吸引力的方法之一。迄今為止，這類催化過程主要使用過渡金屬配合物、鹼金屬鹽等催化劑來實現，無金屬催化的分子反應體系鮮有報導。
近年來，伴隨著受阻路易斯酸鹼對（Frustrated Lewis Pairs, FLPs）化學的快速發展，相關的缺電子硼烷及類似物如B(C6F5)3引起了合成化學家的廣泛關注。其中，缺電子硼烷可以作為優異的Si−H鍵活化催化劑。基於這一基本概念，日本理化學研究所侯召民教授課題組取得系列重要成果。2016年該課題組實現了硼催化的富電子芳香化合物與氫矽烷脫氫偶聯反應（J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 3663），代表了首例無金屬催化的脫氫矽化反應。2017年，該課題組報導了硼催化的C−Si/Si−H交叉複分解反應，提供了一類新型的碳矽鍵構築反應（J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 12434）。
近日，侯召民教授課題組在硼催化矽烷化領域又取得重要進展。課題組將B(C6F5)3與有機鹼如三乙烯二胺（DABCO）結合，高效高選擇性地實現了末端炔C−H鍵與氫矽烷的脫氫矽化反應。另一方面，缺電子硼烷催化的C−H鍵功能化例子只有零星的報導，當前的催化反應代表了首例硼烷催化C(sp)−H鍵轉化反應。該催化體系展示了底物適用範圍廣、化學選擇性高、不需要氫氣受體和可克級規模合成等優點（圖1）。
圖1. B(C6F5)3/鹼催化的C−H鍵矽化反應
（來源：Angew. Chem. Int. Ed.）
大連理工大學羅根副研究員運用DFT計算結合實驗對當前反應體系的機理進行了深入研究。B(C6F5)3和DABCO以FLP活化模式與炔作用生成中間體I，此過程在實驗條件下可逆。另一方面，B(C6F5)3可以在DABCO輔助下活化氫矽烷，經由過渡態II，生成離子對中間體III；隨後可以與炔、DABCO反應經由過渡態IV生成目標矽化產物、DABCO和離子對物種V；最後，V伴隨著氫氣釋放可再生B(C6F5)3和DABCO。該機理表明DABCO充當非常重要的雙重作用：作為Lewis鹼穩定活化的陽離子矽中間體，以及作為Brønsted鹼促進末端炔C−H鍵去質子化（圖2）。
圖2. 反應機理示意圖
（來源：Angew. Chem. Int. Ed.）
該成果以「B(C6F5)3/Amine-Catalyzed C(sp)–H Silylation of Terminal Alkynes with Hydrosilanes: Experimental and Theoretical Studies」為題發表在Angew. Chem. Int. Ed.上（DOI: 10.1002/anie.201809533）。侯召民教授和羅根副研究員為論文通訊作者，日本理化學研究所馬元鴻博士後研究員為該論文第一作者。大連理工大學羅一教授也為本課題給予了很多的建議和討論。
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