不饱和有机化合物的硼氢化反应是合成烷基硼烷化合物的一种历史悠久的方法,该方法合成的烷基硼烷化合物可以直接转化成稳定的硼酸酯化合物。这些硼酸酯化合物中的硼原子可以在温和的条件下转化成多种官能团,从而给我们提供了一种简单多样的合成有机化合物的方法。作为代表性的不饱和有机化合物,环丙烷衍生物和烯烃衍生物在许多方面都有关联,虽然环丙烷和烯烃在反应活性上存在明显差异,通常情况下三元环比双键更稳定,但是在反应的行为上环丙烷和烯烃并没有本质区别。本课题组一直致力于C-C键的活化断裂以及其官能团化反应,本论文主要研究惰性环丙烷的C-C键断裂,以构建更活泼的C-B键反应。本文中,我们发展了一种使用三溴化硼有效地促进惰性环丙烷的开环,并进一步合成反马氏规则的硼酸酯的方法。使用该策略可以方便地得到比相应烯烃硼氢化产物多一个碳原子的同系化产物。该转化表现出了优异的产率和良好的官能团兼容性,能够作为复杂化合物后期官能团化的强大合成工具。特别是,我们首次实现了环丙烷气体的硼氢化反应。初步的机理实验表明,反应中三溴化硼将环丙烷的C-C键断裂后生成了一种碳正离子中间体,与该碳正离子相邻的碳上的氢原子会发生1,2-氢迁移,之后苯基硅烷上的氢原子亲核进攻得到硼氢化产物。不同温度的手性控制实验结果解释了含有手性碳原子的底物的消旋现象,验证了该反应很可能经历了碳正离子中间体机理,而传统的布朗硼氢化反应经历的是一个四元环过渡态的协同机理。以上是本论文的创新之处,也是本课题研究的意义所在。