最近，过渡金属催化的直接C−H硼化已经成为构建C−B键的有力工具，由于其广泛的官能团耐受性和宽的底物范围，允许后期功能化，而不使用保护基团。无保护吲哚的C−H功能化具有七个不同的位置，其区域选择性通常由电子效应驱动。因此，C−H硼化反应主要发生在C2位置，其中含有最酸性和反应性的C−H键。Ishiyama和Miyaura、Hartwig、Ito、Marder、Tobisu和Chatani、Chattopadhyay、Maleczka和Smith等人报道了吲哚的选择性硼化反应，主要使用Ir，但也使用Rh，Pt，Co，Ni和其他催化剂。无金属催化C−H硼化也是一个有吸引力的选择，因为它提供了一个简单和廉价的路线，在温和的条件下，硼化吲哚。
定向基团通常被用来控制C−H功能化的区域选择性。例如，Maleczka和Smith等人采用叔丁基(Boc)作为Ir-cat的指导基团将吡咯、吲哚−氮唑和吡唑的C-H硼化，并观察到N-Boc保护杂环在与N原子β的位置上的选择性功能化(方案1A)。Hartwig和他的同事开发了一锅法协议，包括Ru催化在吲哚N原子上安装硅烷，Ir催化硅吲哚的硼化，以及随后的加氢对N-硅基进行裂解，选择性地获得C7-硼化吲哚(方案1B)。Ingleson、Huk和Shi在N位处使用了Pivaloyl基作为一个有效的定向基团，可简单地对吲哚进行C7硼化和苯胺的硼化。以及在吲哚的C3位置安装pivaloyl基团可以在不利的C4位置进行硼化。
虽然在导向基团的帮助下可以有效地实现位点选择性的C−H功能化，但有些很难去除或修改，从而限制他的方法实际应用。因此，采用无痕迹指挥组将是一种有吸引力的替代传统方法。Krska、Maleczka和Smith等人证明了(Pinacolato)Boryl(Bpin)结构可以作为选择性Ir催化C−H哚在C3位置的无痕导向基团(方案1C)。
N-杂环卡宾(NHC)过渡金属配合物已被证明是有效的均相催化C−H活化。在此报道了一种高选择性的无痕、定向的C3−吲哚的H硼化反应，该反应采用 [Ni(IMes)2] (IMes = 1,3-dimesitylimidazoline-2-ylidene)作为催化剂，没有额外的碱或HY水解实现（1）原位安装Bpin作为无痕导向基团在吲哚N位置，（2）催化C3−H硼化，（3）将N-Bpin部分脱保护回N−H基团，以提供具有优异活性和选择性的C3-硼化吲哚(方案1D)。
反应条件的优化，作者首先考察了无保护基吲哚，使用不同的硼源得到产物的情况，紧接着考察了含一个或着两个Bpin为保护基时，使用不同硼源，提供产物的情况，如表一所示。
在优化条件下考察定向硼化的吲哚的范围，结果总结在表2中，给电子(2a−9a)或吸电子(10a−13a)基团的吲哚反应顺利，得到相应的C3-硼化吲哚，产率良好，表明该方法具有良好的官能团耐受性。吲哚苯基上含Me和MeO取代基的位置对催化活性没有显著影响；将它们放置在与放置在C4或C7位置(2a−9a)时相比，C5或C6位置导致产品的产率略高)。因为含氟有机化合物具有a的特殊性质在许多应用中正在开发，重要的是要注意的是，氟哚经历了C3−H硼化反应，在此条件下(10a−13a)，氟化物保持完整)。有趣的是，4-F-吲哚 (10a) and 5-F-吲哚(11a)的产物产量高于6-F-吲哚(12a)和7-F-吲哚(13a)，其活性最低，只有50%的3-Bpin-7-F-吲哚(13b)。这用单晶X射线衍射得到的1b、3b-5b、7b和9b−12b的分子结构证实了本文报道的C−H硼化的C-3选择性。
紧接着，对[Ni(IMES)2]催化剂的定向C3-H硼化过程进行了初步的机理研究。首先，通过GC−MS分析来监测1a的硼化。图1所示，1b的产率随反应时间的延长而增加。重要的是，N−H单芳基化产物1-Bpin-吲哚(1c)和二芳基化产物在反应过程中检测到T1，3-(Bpin)2-吲哚(1d。化合物1c和1d在10和30min后分别达到36%和28%的最大产率，然后产率下降到痕量分别在1.5和4小时。上述结果表明，N-硼化合物1c和双-N/C3-硼化合物1d是形成1b的重要中间体。
根据这些发现，方案2显示了吲哚与[Ni(IMES)2]的C3选择性硼化的一个合理机制。首先，吲哚在[Ni(IME)2中发生快速的N−H氧化加成)]给出了NiII氢化物配合物I1，它进一步与B2pin2原位反应，在吲哚N位处安装Bpin作为无示踪导向基团，产生1c并释放[Ni(IME s)2]。后来再生[Ni-(IMES)2]催化1c的C3-硼化；[Ni(IMES)2]从而插入1c的C3−H键，形成NiII氢化物络合物I2，与B2pin2转化为双N/C3-硼化吲哚1d，这一步骤也再生了Ni0配合物[Ni(IMES)2]。最后，这与反应混合物中存在的另一个Ni络合物催化去除导向基团，即NBpin转化为N−H，形成最终的C3-硼化吲哚1b，是通过[Ni(IMES)2]催化的一维与氢原子源的反应来实现的，将其分解方案2中的作为原位生成的HBpin。虽然在反应过程中不通过原位GC−MS观察HBpin，但还不知道循环中这一最后一步的具体细节，因为反应在惰性气氛和仔细干燥的溶剂中顺利进行，似乎氢原子源必须在N−H或C−H活化步骤中产生。
本文开发了一种以[Ni(IMes)2]为催化剂的B2pin2吲哚的高效、无痕、定向C3选择性C−H硼化反应。反应在没有任何碱和温和的条件下进行，显示了广泛的范围和官能团耐受性，并提供了良好的硼化吲哚，以良好的产率，高选择性。Bbpin，作为一个无痕迹的导向组安装在N-通过[Ni(IMes)2]激活N−H键的位置。形成的N-硼化吲哚与再生[Ni(IMes)2]进行催化C3选择性C−H硼化反应，形成双N/C3-硼化吲哚然后，它通过将N-Bpin转化为N−H与[Ni(IMes)2]并在原位生成的HBpin中生成所需的C3-硼化吲哚产物。该协议允许原位安装和移除导向基，而不需要额外的操作，使用第一行过渡金属催化剂，并且可以在同一锅中跟随Suzuki−Miyaura与芳基卤化物交叉偶联。
