โปรโตดีโบโร เนชัน หรือโปรโตดีโบรีเลชันคือปฏิกิริยาเคมีที่เกี่ยวข้องกับการแตกตัวของกรดโบโรนิก (หรือสารประกอบออร์กาโนโบเรนอื่นๆ) ซึ่งพันธะคาร์บอน-โบรอนจะถูกทำลายและแทนที่ด้วยพันธะคาร์บอน-ไฮโดรเจน โปรโตดีโบโรเนชันเป็นปฏิกิริยาข้างเคียง ที่ไม่พึงประสงค์ที่รู้จักกันดี และมักเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาการเชื่อมต่อ ที่เร่งปฏิกิริยาโดยโลหะ ซึ่งใช้กรดโบโรนิก (ดูปฏิกิริยาซูซูกิ ) ^{[ 1 ]}สำหรับกรดโบโรนิกที่กำหนด แนวโน้มที่จะเกิดโปรโตดีโบโรเนชันนั้นมีความแปรปรวนสูงและขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น สภาวะของปฏิกิริยาที่ใช้และหมู่แทนที่อินทรีย์ของกรดโบโรนิก

การกำจัดโปรตอนออกจากกรดบอโรนิก (และอนุพันธ์) โดยเจตนาได้ถูกนำไปใช้ในกระบวนการสังเคราะห์บางอย่าง เช่น การติดตั้งโปรตอนเฉพาะสเตอริโอที่ศูนย์ไครัล^{[ 2 ]}และยังใช้ในกระบวนการทำให้บริสุทธิ์ เช่น การกำจัดผลพลอยได้จากกรดบอโรนิกที่เป็นไอโซเมอร์เชิงตำแหน่งที่ไม่ต้องการ^{[ 3 ]}

การศึกษาเชิงกลไกเมื่อเร็ว ๆ นี้ได้เปิดเผยเส้นทางโปรโตดีโบโรเนชันที่หลากหลายในตัวกลางที่เป็นน้ำ และได้แสดงให้เห็นว่าค่า pH ของปฏิกิริยา (และชนิดของกรดบอโรนิกที่ตามมา) เป็นปัจจัยสำคัญในการทำความเข้าใจโหมดของโปรโตดีโบโรเนชัน^{[ 4 ] [ 5 ]}

รายงานแรกๆ เกี่ยวกับโปรโตดีโบโรเนชันจัดทำโดย Ainley และ Challenger ซึ่งเป็นนักวิจัยกลุ่มแรกที่สำรวจปฏิกิริยาของกรดโบโรนิกกับสารเคมีทั่วไป^{[ 6 ]}พวกเขารายงานปฏิกิริยาของกรดฟีนิลโบโรนิกในน้ำ (140-150 °C) เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์โปรโตดีโบ โรเนชัน คือ เบนซีนหลังจาก 40 ชั่วโมง

การประยุกต์ใช้การสังเคราะห์เบื้องต้นของโปรโตดีโบโรเนชันพบควบคู่ไปกับการค้นพบ ปฏิกิริยา ไฮโดรโบเรชัน ซึ่งใช้ปฏิกิริยาไฮโดรโบเรชัน-โปรโตดีโบโรเนชันต่อเนื่องเพื่อแปลงอัลไคน์หรืออัลคีนให้เป็นสารประกอบอิ่มตัวที่สอดคล้องกัน^{[ 7 ]}นอกเหนือจากการประยุกต์ใช้การสังเคราะห์นี้ โปรโตดีโบโรเนชันแทบจะไม่ได้รับการกล่าวถึงหรือให้คุณค่าในกระบวนการทางเคมีอื่นๆ ตลอดช่วงต้นศตวรรษที่ 20 อย่างไรก็ตาม ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา โปรโตดีโบโรเนชันได้กลายเป็นปฏิกิริยาข้างเคียงที่เป็นปัญหาในกระบวนการทางเคมีหลายอย่างที่ใช้กรดโบโรนิก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง กรดโบโรนิกได้กลายเป็นสารตั้งต้นที่สำคัญมากขึ้นสำหรับการสร้างพันธะคาร์บอน-คาร์บอนและคาร์บอน-เฮเทอโรอะตอมได้อย่างง่ายดายผ่านปฏิกิริยาครอสคัปปลิงที่เร่งปฏิกิริยาโดยโลหะ ส่งผลให้มีการใช้กรดโบโรนิกเพิ่มขึ้น และตามมาด้วยรายงานจำนวนมากขึ้นเกี่ยวกับปัญหาของโปรโตดีโบโรเนชัน ปัจจุบันมีกรดโบโรนิกหลายชนิดวางจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ และมีการค้นหากรดโบโรนิกและอนุพันธ์ใหม่ๆ อย่างต่อเนื่อง

ความพยายามมากมายได้ถูกนำมาใช้เพื่อลดการเกิดโปรโตดีโบโรเนชันที่ไม่พึงประสงค์ในปฏิกิริยาครอสคัปปลิง การออกแบบและการปรับปรุงตัวเร่งปฏิกิริยานำไปสู่ระบบที่มีประสิทธิภาพสูงมากซึ่งสามารถเกิดการหมุนเวียนตัวเร่งปฏิกิริยาอย่างรวดเร็ว^{[ 8 ]}ซึ่งจะเพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยาที่มีประสิทธิภาพและลดเส้นทางการสลายตัวที่ไม่พึงประสงค์ เช่น โปรโตดีโบโรเนชัน ปฏิกิริยาครอสคัปปลิงยังได้รับการเร่งด้วยสารเติมแต่งโลหะ เช่น เงิน^{[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]}และทองแดง^{[ 13 ] [ 14 ]}

อนุพันธ์ของกรดบอโรนิกยังถูกนำมาใช้เพื่อยับยั้งโปรโตดีบอโรเนชันด้วย^{[ 15 ]}เอสเทอร์บอโรเนต MIDA และออร์กาโนไตรฟลูออโรบอเรตต่างก็ถูกนำมาใช้ในกลยุทธ์ "การปลดปล่อยช้า" ซึ่งเงื่อนไขของปฏิกิริยาได้รับการปรับให้เหมาะสมเพื่อให้มีการปลดปล่อยกรดบอโรนิกอย่างช้าๆ โปรโตคอลนี้พิสูจน์แล้วว่ามีประโยชน์ในการเชื่อมต่อแบบไขว้ของกรดบอโรนิกบางชนิดที่ไม่เสถียรอย่างมาก เช่น กรดบอโรนิก 2-ไพริดีน^{[ 16 ] [ 17 ]}ซึ่งทำให้มั่นใจได้ว่าความเข้มข้นของกรดบอโรนิกจะต่ำในระหว่างปฏิกิริยาการเชื่อมต่อแบบไขว้ซึ่งจะช่วยลดโอกาสเกิดปฏิกิริยาข้างเคียงให้น้อยที่สุด

กลไกของโปรโตดีโบโรเนชันได้รับการศึกษาครั้งแรกโดย Kuivila ในช่วงทศวรรษ 1960 ซึ่งเป็นเวลานานก่อนการค้นพบปฏิกิริยา Suzukiและการใช้กรดบอโรนิกอย่างแพร่หลาย การศึกษาของพวกเขามุ่งเน้นไปที่โปรโตดีโบโรเนชันของกรดบอโรนิกอะโรมาติกที่ถูกแทนที่บางชนิดในสภาวะที่เป็นน้ำ และพวกเขารายงานว่ามีกลไกที่แตกต่างกันสองแบบ คือ กลไกเร่งปฏิกิริยาด้วยกรดทั่วไปและกลไกเร่งปฏิกิริยาด้วยเบสเฉพาะ^{[ 18 ] [ 19 ]}กระบวนการเร่งปฏิกิริยาด้วยกรดขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาระหว่างกรดบอโรนิกกับกรด เช่นกรดซัลฟิวริกในทางกลับกัน กระบวนการเร่งปฏิกิริยาด้วยเบสเกิดขึ้นจากสมดุลเบื้องต้นระหว่างกรดบอโรนิกกับไฮดรอกไซด์เพื่อสร้างบอโรเนตที่สอดคล้องกัน ซึ่งโดยปกติจะตามด้วยปฏิกิริยาจำกัดอัตราระหว่างบอโรเนตกับน้ำ (ทำหน้าที่เป็นแหล่งโปรตอน) สารตั้งต้นที่แสดงโหมดโปรโตดีโบโรเนชันเพียงสองโหมดนี้ (โดยทั่วไปคือกรดโบโรนิกอะโรมาติกและอัลคิลอย่างง่าย) โดยทั่วไปจะมีความเสถียรมากในสารละลาย pH เป็นกลาง ซึ่งกระบวนการเร่งปฏิกิริยาด้วยกรดและเบสจะลดลง สำหรับกรดโบโรนิกอะโรมาติกที่มีหมู่แทนที่ดึงอิเล็กตรอน จะมีกลไกการแยกตัวที่แข่งขันกันซึ่งเกี่ยวข้องกับการสร้างแอนไอออนอะริลชั่วคราวสารตั้งต้น เหล่านี้ จะมีความเสถียรภายใต้สภาวะที่เป็นกรด^{[ 5 ]}

กรดบอโรนิกเฮเทอโรอะโรมาติกพื้นฐาน (กรดบอโรนิกที่มีอะตอมไนโตรเจนพื้นฐาน เช่น กรด 2-ไพริดีนบอโรนิก) แสดงกลไกการสลายบอโรนด้วยโปรตอนเพิ่มเติม^{[ 4 ]}การค้นพบที่สำคัญแสดงให้เห็นว่าการเกิดสปีชีส์ของกรดบอโรนิกเฮเทอโรอะโรมาติกพื้นฐานนั้นคล้ายคลึงกับกรดอะมิโน อย่างง่าย โดยมีสปีชีส์ซวิตเทอร์ไอออนิกเกิดขึ้นภายใต้สภาวะ pH เป็นกลาง สำหรับกรด 2-ไพริดีนบอโรนิก สารประกอบซวิตเทอร์ไอออนิกเป็นสาเหตุของการสลายบอโรนด้วยโปรตอนอย่างรวดเร็วภายใต้ pH เป็นกลาง ผ่านการแตกตัวแบบโมเลกุลเดี่ยวของพันธะ CB ในความเป็นจริง การเติมกรด (H+) หรือไฮดรอกไซด์ (OH-) ทำหน้าที่ลดทอนการสลายบอโรนด้วยโปรตอนโดยการเปลี่ยนสปีชีส์ออกไปจากซวิตเทอร์ไอออนที่ทำปฏิกิริยาได้

สิ่งสำคัญที่ควรทราบคือ กรดบอโรนิกเฮเทอโรอะโรมาติกพื้นฐานบางชนิดไม่ได้ทำปฏิกิริยาผ่านตัวกลางซวิตเตอร์ไอออนิกเสมอไป

• กรดบอโรนิก
• ปฏิกิริยาของซูซูกิ