前不久，美国斯克里普斯研究所（The Scripps Research Institute，TSRI）的Phil S. Baran教授在Science 上报道了以烷基羧酸为原料合成烷基硼酸的研究进展（点击阅读详细）。而在短短的三个月内，英国布里斯托大学的Varinder K. Aggarwal教授（点击阅读详细）从相同的原料出发，同样通过脱羧-硼化的反应途径实现了烷基硼酸的高效合成，相关工作仍发表在Science 上。乍看Aggarwal教授的工作应是延续了前者的思路，反应中需使用N-羟基邻苯二甲酰亚胺预修饰烷基羧酸底物得到具有氧化还原活性的酯，随后经历自由基脱羧途径形成烷基自由基，与联硼酸酯偶联得到目标产物。承接前人的研究思路做进一步拓展的工作不足为奇，而突破局限得以在相同顶级期刊发表实属少见。
这类反应成功的关键在于利用Barton自由基脱羧反应，将羧酸转化为具有特殊活性的酯，修饰后的底物可以接受电子形成自由基阴离子，通过均裂过程消除一分子CO2，并得到相应的离去阴离子和烷基自由基，而这种特殊的活性则定义为“氧化还原活性”。2016年，Baran教授在设计镍催化芳基锌试剂与二级烷基羧酸的偶联反应时便巧妙地利用了这一方法。以往的Barton自由基脱羧过程需要将羧酸转化为相应的Barton酯，在镍催化剂的作用下与芳基锌试剂偶联可以得到中等收率的偶联产物，但与此同时产生的2-巯基吡啶阴离子仍具备一定的反应活性，可以发生与烷基自由基还原消除的竞争过程，生成2-吡啶烷基硫醚副产物，大大降低了反应的合成效率。设计其他具有氧化还原活性的酯，脱羧后形成不参与后续反应的离去阴离子成为提高反应效率的关键。Baran教授最终发现使用N-羟基邻苯二甲酰亚胺对羧酸进行修饰可以解决以上问题，并借助这种改进的自由基脱羧反应实现了镍及铁催化剂参与下的脱羧Negishi （点击阅读详细）、Suzuki （点击阅读详细）以及Kumada等不同形式的C-C键偶联过程。相关工作发表于一系列化学顶级期刊，可谓收获颇丰。
在Baran教授最近发展的脱羧-硼化反应中，B2Pin2作为硼源与镍催化剂发生转金属化，生成硼酸酯基镍活性物种，烷基羧酸转化为相应的N-羟基邻苯二甲酰亚胺酯，在镍催化剂的作用下发生单电子转移，均裂、脱羧形成烷基自由基，最终与镍催化剂结合，C-B键还原消除得到烷基硼酸酯。其中B2Pin2需与甲基锂预先混合形成超共价复合物来活化B2Pin2，MgBr2•OEt2作为重要的媒介可促进B2Pin2与镍催化剂的转金属化过程。
再回到Aggarwal教授这篇Science 报道的工作，他们的想法是能否通过其他反应条件实现单电子转移过程，从而在无过渡金属催化剂存在的情况下诱导自由基脱羧的发生。对于具有氧化还原活性的N-羟基邻苯二甲酰亚胺酯，酰胺与酯之间的N-O键均裂能相对较低，因而可能在光引发的条件下发生均裂，促进烷基自由基产生，结合活性较高的硼酸酯便可以实现相应的转化。于是他们使用活性更高的B2cat2作为硼源设计了如下反应过程，底物N-羟基邻苯二甲酰亚胺酯中酰胺的羰基可与B2cat2相互作用，另一个硼中心同时受到极性溶剂分子的配位作用，形成三元复合物，B-B键得到显著的活化。在可见光的激发下，B-B键发生均裂，自由基物种43发生均裂脱羧得到烷基自由基，进而与溶剂化的B2cat2偶联得到目标产物。产生的自由基硼物种44可进一步与底物结合由此构成循环。体系中存在着自由基硼物种44二聚/解聚的平衡过程，在热扰动下平衡趋向于解聚。
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