近日，貴州省天然產(chǎn)物研究中心（貴州醫(yī)科大學(xué)省部共建藥用植物功效與利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）任海課題組，利用銅配合物作為催化劑，以H2O和O2作為氧源，實(shí)現(xiàn)了四氫咔唑的可控氧化重排反應(yīng)，以優(yōu)異的化學(xué)選擇性和區(qū)域選擇性合成了環(huán)戊基螺吲哚啉-2-酮和螺吲哚啉-3-酮類(lèi)化合物。該方法反應(yīng)溫和、操作簡(jiǎn)單，不需要其他化學(xué)氧化劑。
螺吲哚啉-2-酮和螺吲哚啉-3-酮都是天然產(chǎn)物和生物活性分子中普遍存在的結(jié)構(gòu)單元。它們獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)和作為多功能性的藥效團(tuán)吸引了合成化學(xué)家和藥物學(xué)家們的廣泛關(guān)注?；诜律暮铣伤悸?，自20世紀(jì)60年代以來(lái)，利用氮或氧原子在β位或γ位的電子供體特性，四氫-β-咔啉（THβCs）和四氫-γ-咔啉（THγCs）的氧化重排已被廣泛研究，分別用于合成吡咯烷或呋喃取代的螺吲哚啉-2-酮和-3-酮類(lèi)化合物。許多經(jīng)典的氧化劑，如Pb(OAc)2、OsO4、NBS和過(guò)氧化物試劑已經(jīng)成功應(yīng)用于這些轉(zhuǎn)化。然而，這些方法的重排途徑主要取決于底物的結(jié)構(gòu)，并且通常需要化學(xué)計(jì)量的氧化劑。此外，由于沒(méi)有供電子基團(tuán)，直接氧化四氫咔唑合成環(huán)戊基取代的螺吲哚啉酮類(lèi)化合物的相關(guān)報(bào)道相對(duì)較少。 為解決這一問(wèn)題，任海等人在課題組前期工作的基礎(chǔ)之上，設(shè)想吲哚經(jīng)過(guò)單電子氧化能夠形成含有親電（C-2）和自由基（C-3）活性反應(yīng)位點(diǎn)的3-自由基亞胺吲哚中間體，利用通配合物催化劑的可調(diào)控作用，有可能能夠分別調(diào)控H2O進(jìn)攻C-2位、O2捕捉C-3位碳自由基，進(jìn)而通過(guò)1,2-重排一步合成環(huán)戊基螺吲哚啉-2-酮類(lèi)化合物和螺吲哚啉-3-酮類(lèi)化合物。通過(guò)對(duì)反應(yīng)催化條件（金屬價(jià)態(tài)、配體、溶劑、溫度等）進(jìn)行系統(tǒng)研究，成功實(shí)現(xiàn)了該設(shè)想。在最佳反應(yīng)條件下，以52%-91%的收率得到相應(yīng)的環(huán)戊基螺吲哚啉-2-酮類(lèi)化合物和以27%-68%的收率得到相應(yīng)的環(huán)戊基螺吲哚啉-3-酮類(lèi)產(chǎn)物。此外，受1，2-遷移重排獨(dú)特途徑的啟發(fā)，通過(guò)催化調(diào)控，實(shí)現(xiàn)了吲哚的可控C-3羥基化，用于構(gòu)建C-3羥基亞胺吲哚啉。 本工作充分體現(xiàn)了銅配合物催化劑的可調(diào)控性及實(shí)用性。這也為后續(xù)相關(guān)反應(yīng)的設(shè)計(jì)提供了新思路。 論文信息 Copper-Catalyzed Tunable Oxygenative Rearrangement of Tetrahydrocarbazoles Hai Ren, Bing-Qing Yang, Jun Shi, Wei Wu, Biaobiao Jiang, Qin Chi Chemistry – A European Journal DOI: 10.1002/chem.202401293
