烷基硼酸酯是一种通用的合成中间体，因为它们容易通过与卤化物的转化而得到不同的碳链的部分，也具有一定的稳定性。因此，它们在复杂分子的合成中发挥着越来越重要的作用。在各种制备烷基硼酸酯的方法中，Matteson增碳反应是一种独特的方法，因为它提供了一种可控制策略，将简单的硼酸酯转化为更复杂的。在典型的Matteson反应(Scheme 1a)中，具有α离去基的碳负离子，在低温下进攻亲电性硼中心，形成相对稳定的硼酸中间体，而在高温下，硼酸盐上的碳取代基经过1,2-迁移，通过“背面”进攻取代离去基。整个过程可以看作是硼酸盐C-B键上碳的插入反应。

来自美国芝加哥大学的董广彬教授团队设想是否可以将类似卡宾插入到杂原子−硼键中，如N−B键(Scheme 1b)。这种 “氮杂-Matteson”反应将提供一种快速、模块化的方法来得到硼取代的烷基胺，从而为衍生或制备官能化的含氮分子提供了一条新的途径。因此作者报道了一步合成各种α和β硼取代叔胺的的例子(Scheme 1c)。

首先作者以氨基硼烷1a作为模板底物进行了条件筛选，通过CH₂Br₂和nBuLi原位生成类卡宾CH₂BrLi与1a反应再加入ZnCl₂可以以86%的产率的得到产物2a(entry 1)，当使用其他类卡宾前体时产率都会明显下降(entry 2-4)。使用MgB_r2替代或不用ZnCl2时，仍然可以形成所需的产物，但产率较低(entry 5-6)。增加或减少ZnCl2的当量并不能得到更高的产率。

在优化的条件下，作者研究了底物的范围。具有不同电子性质或取代基的(3a−3l)的芳基都是可以反应的。在最佳反应条件下，氟(3d)、氯(3e，f)、溴(3g)、缩醛(3u)、缩酮(3ai)、烷基和芳基醚(3h和3i)、硅醚(3al)和酯(3aj)等官能团是相容的。杂环，如吲哚(3m)、噻吩(3n)和呋喃(3o)，以及多芳环(3p)和萘(3q和3r)都能够进行反应。除了简单的烷基外，苄基(3t−3w)和烯丙基(3x和3y)也是合适的取代基。当采用体积较大的取代基(3z和3aa)时，产率较低。环胺，如吲哚(3ab)和四氢喹啉(3ac)也是活性底物。有趣的是，咔唑(3ad)、吲哚(3ae)和二苯胺(3af)底物也能够进行反应，更富电子的N，N-二芳胺底物(3ag和3ah)更有利于双亚甲基插入。这种氮杂Matteson反应也可以用于修饰复杂的生物活性分子，(3ai-3ao)以中到好的产率得到了所需的产物。

之后作者又对2t底物进行了转化，烷基硼酸酯2t可以经过常规的Matteson增碳反应，在氧化后得到γ-氨基醇5，并通过suzuki偶联芳基得到产物6。用Morken的胺化方法将C−B键转化为C−N键，得到1，2-二胺7。最后，通过转化为相应的三氟硼酸盐8。

除了简单的亚甲基外，在相似的条件下，作者使用二溴甲烷取代的卡宾也可以两次结合到N−B键上，从而得到具有邻近立体中心的产物。从而生成了二次插入产物（9a-9f），吲哚底物则得到了单插入产物11。

作者发现使用MgBr₂代替ZnCl₂时可以得到单次插入的产物12，通过进一步的偶联得到稳定产物13。各类烷基芳基二级胺都能以中等的收率得到对应的产物。

此外作者还通过控制不同类型的类卡宾实现了N-B键的选择性顺序插入反应，该方法可以得到不同类型的β-氨基硼酸酯。

作者认为该反应的机理为，首先底物1在CH₂BrLi的作用下生成硼酸盐中间体A1，之后通过N-1,2迁移得到硼酸酯12再在另外一分子CH₂BrLi的作用下形成更稳定的硼酸盐A2之后通过C-1,2-迁移，得到双插入产物2。如果胺部分相对缺电子或氮电子更离域(如吲哚底物)，那么A1在−78°C会更稳定，因此有利于单插入产物12。

10.1021/jacs.1c06186