三价铑催化N-甲氧基苯甲酰胺与炔丙醇[4+1]环化合成异吲哚啉酮

含N杂环结构广泛存在于具有生物活性的药物或天然产物骨架中.本文开发了一个高效合成含N杂环骨架的方法,这类方法在近年来一直是研究热点.在最近几年,过渡金属催化C–H键活化并随后与不饱和键发生环化反应被认为是一种环境友好且原子经济性高的构建功能化杂环的方法.在这些金属催化的体系中,三价铑催化与炔烃的环化反应体系,被认为是一种高效且有实际意义的合成含N杂环的体系.在这类体系,特别是构建六元环的体系中,炔烃通常作为一个C2合成子被广泛应用.为了克服这一局限性,Chang课题组和本课题组分别独立报道了通过三价铑催化,炔烃与芳烃硝酮偶联合成吲哚啉化合物,其中炔烃作为一个C1合成子参与反应.另一方面,本课题组还报道了炔丙醇与吡咯烷苯甲酰胺通过C–H键活化合成1-异色满酮结构,其中由于电子效应,芳基-铑物种对于炔烃的插入是在炔烃的2位.基于上述工作,本文希望通过置换炔丙醇中芳基与烷基的位置,使芳基-铑物种对于炔烃插入的方向发生改变,进而生成联烯中间体,然后发生环化反应生成五元环内酰胺结构.异吲哚啉酮骨架结构也是一类重要的含N杂环结构,广泛存在于多种天然产物及药物分子中,其合成方法受到广泛关注.尽管此前已有三价铑催化C–H官能团化的方法来构建异吲哚啉酮骨架结构,但通常需要活性极高或易爆的化合物作为反应底物.因此,本文报道一类以简单的炔丙醇与N-甲氧基苯甲酰胺作为起始原料,通过一步[4+1]环化合成异吲哚啉酮骨架结构.本文完成了32个不同官能团取代的异吲哚啉酮骨架结构的合成,反应均可以以中等到良好的收率得到目标产物.另外还进行了放大实验,结果表明可以以克级规模制备异吲哚啉酮化合物,反应剩余的Ag2CO3以及生成的单质银可以回收(收率78%).总之,我们将N-甲氧基苯甲酰胺与炔丙醇在三价铑催化作用下通过C–H键活化的方法环化高效合成N-取代的异吲哚啉酮骨架结构,且该骨架结构含有一个手性中心.催化体系温和,官能团容忍度好.     

3,4-桥环吲哚类生物碱的合成研究进展

取代的吲哚类天然产物是自然界中普遍存在的一类杂环化合物,由于其具有广泛的生理活性,以及相当一部分作为重要的临床使用药物,100多年以来,吲哚的合成及官能团化一直是有机合成化学家关注的一个重要领域.在众多吲哚类生物碱中,含有3,4-桥环吲哚骨架的天然产物占据了相当一部分,由于其独特的结构和良好的生物活性,这些分子引起了有机合成化学家的广泛兴趣.重点概述了构建3,4-桥环骨架的主要合成方法和策略,并对一些方法在天然产物全合成中的应用作简要介绍.     

Zn/Ni双金属接力催化:一锅法分子内环异构化/分子间酰胺化反应构建噁唑衍生物

报道了一种新型的Zn/Ni双金属接力协同催化的串联反应,该方法通过Zn（OTf）₂和Ni（ClO₄）₂·6H₂O协同接力催化,一锅法进行分子内环异构化/分子间酰胺化反应构建噁唑衍生物.产物的形成主要是由Zn（OTf）₂活化炔丙基酰胺的三键,发生分子内的环化反应构建噁唑啉中间体,由Ni（ClO₄）₂·6H₂O催化3-羟基-2-苯甲基-异吲哚啉-1-酮类化合物形成酰亚胺离子,继而由噁唑啉中间体与酰亚胺离子发生分子间酰胺化反应实现了噁唑分子的合成.优化部分的对比实验证实Zn（OTf）₂和Ni（ClO₄）₂·6H₂O的存在对于该串联反应都是必须条件.大体而言,所有反应都是将各反应物和试剂一次性加入,在空气氛围下100℃加热进行反应.含有不同类型给电子取代基、含有不同富电子的芳环、含有不同吸电子取代基的炔丙基酰胺都可以顺利地和3-羟基-2-苯甲基-异吲哚啉-1-酮反应得到相应的噁唑衍生物,相比而言,含有吸电子基团的炔丙基酰胺比含有给电子基团或富电子的炔丙基酰胺所得到的产物的收率要低一些,这可能是因为含有吸电子基团的炔丙基酰胺所得到的噁唑啉中间体活性较低.3-羟基-2-苯基异吲哚啉-1-酮类化合物、3-羟基-2-苯甲基异吲哚啉-1-酮类化合物和3-羟基-2-苯乙基异吲哚啉-1-酮类化合物对反应同样表现出了良好的兼容性.该方法反应条件简单、原子经济性高、官能团兼容性好,对噁唑衍生物合成和酰亚胺离子形成具有重要的意义.     

吲哚氮杂环作为自由基受体在串联环化反应中的研究进展

含吲哚骨架衍生物因其具有多样的生物活性,广泛应用于生物活性分子的合成与修饰,特别是在药物化学、农药化学领域中.近年来,高效的吲哚环合成与后官能化反应己成为热门的研究主题,例如吲哚的不对称去芳构化反应构建螺环衍生物.不饱和烃的自由基串联反应一直是有机化学的一个重要研究分支,含吲哚母体的不饱和烃串联环化反应已经成为吲哚骨架...     

利用不对称催化的环丙烷化反应构建四氢吡咯并吲哚啉骨架

以CuOTf/Ln为催化体系,色胺衍生物与重氮乙酸乙酯于-50℃反应36 h,首次实现了吲哚2,3-位双键的不对称催化环丙烷化反应,构建了四氢吡咯并吲哚啉骨架,收率42%,50%ee,其结构经1H NMR表征.     

过渡金属催化吲哚的串联去芳构化反应研究进展

吲哚啉类化合物广泛存在于天然产物、药物和生物活性分子中,其结构多样性构建具有重要的意义.目前,吲哚的去芳构化转化已成为构建螺环、稠环、多取代吲哚啉类化合物的原子和步骤经济性途径.近年来,吲哚的去芳构化反应得到了不断发展,但对于C(2)=C(3)环内烯烃的串联去芳构化转化研究仍有较大的发展空间.基于此,聚焦迁移插入与自由基串联策略,详细总结了Pd、Ni、Co和Cu过渡金属催化的吲哚串联去芳构化转化,并探讨了相关的反应机理以及发展趋势.     

亮点介绍

Fischer吲哚合成法区域选择性问题的解决方案Angew.Chem.Int.Ed.2013,52,1266～1269 Fischer吲哚合成法不仅是吲哚合成史上的里程碑,它在整个有机化学发展史中也是经典之作.虽然过去一个多世纪有机化学界对Fischer吲哚合成法有无数的研究、应用及拓展,但它源于非对称酮底物所产生的区域选择性问题一直没有得到好的解决,这大大制约了该方法在复杂分子结构合成中的应用.南开大学元素有机化学国家重点实验室梁广鑫课题组利用苯肼和烯基卤化物偶联选择性生成[3,3]重排反应前体的策略,很好地解决了这个问题.该反应很强的官能团耐受力使反应吲哚化后形成的亚胺中间体可以被底物中亲核性的官能团捕获而一步构筑含有季碳手性中心的复杂环系,使Fischer吲哚合成法在吲哚生物碱全合成中的应用前景得到了极大的拓展.     

Zn/Y双金属接力催化:一锅法分子内环异构化/分子间阿尔德-烯反应构建α-羟基酰胺噁唑衍生物

报道了一种新型的Zn/Y双金属接力催化的串联反应,该方法通过Zn(OTf)2和Y(OTf)3接力催化,一锅法进行分子内环异构化/分子间阿尔德-烯反应构建α-羟基酰胺噁唑衍生物.产物的形成主要是由Zn(OTf)2活化炔丙基酰胺的叁键发生分子内的环化反应构建噁唑啉中间体,由Y(OTf)3催化1-苄基吲哚啉-2,3-二酮类化合物,继而由噁唑啉中间体与1-苄基吲哚啉-2,3-二酮类化合物发生分子间阿尔德-烯反应,实现了α-羟基酰胺噁唑衍生物的合成.优化部分的对比实验证实,Zn(OTf)2和Y(OTf)3的存在对于该串联反应都是必须条件.所有反应都是将各反应物和试剂一次性加入,在空气氛围下100℃加热进行反应.该方法反应条件简单、原子经济性高、官能团兼容性好,对噁唑衍生物合成具有重要的意义.     

新型异噁唑山酮素骨架螺环氧化吲哚类化合物的合成

本文以色酮-氧化吲哚合成子(1)与硝基异噁唑苯乙烯(2),催化剂DBU作用下,经分子间Michael加成,分子内Michael加成环化反应,获得7个新型异噁唑山酮素骨架螺环氧化吲哚类化合物3a~3g,产率87%~93%,dr=8/1~15/1, 其结构经¹H NMR, ¹³C NMR和HR-MS（ESI-TOF）表征。      

Au(I)/手性双功能叔胺催化实现的一锅法串联成烯/不对称环化反应构建螺环季碳氧化吲哚

研究报道了Au（I）/手性叔胺串联催化实现的一锅法不对称反应,实现从重氮氧化吲哚和氟代烯醇硅醚出发构建螺环季碳氧化吲哚.反应的第一步是3.0 mol% IPrAuBF₄催化的重氮氧化吲哚与单氟烯醇硅醚的交叉偶联反应,现场产生N-Ac保护的3-烯基氧化吲哚在手性叔胺-四方酸C1的催化下与N-Ts邻氨基查尔酮再发生不对称Michael/Michael反应,以中等到良好的产率以及对映选择性,>20：1的非对映选择性得到螺环季碳氧化吲哚.反应的关键一步是Au（I）催化的给体-受体类重氮化合物与三取代单氟烯醇硅醚的成烯化反应,高效构建三取代烯烃.     

吲哚类生物碱的合成研究进展

吲哚类生物碱是具有吲哚分子骨架的一类化合物,具有多种良好的生理活性。文章综述了近年来新发现吲哚类生物碱的合成研究进展,介绍了(-)-Arboricine,(±)-cis-Trikentrin A,(-)-Corynantheidol等化合物的合成方法。     

Rh(II)催化3-重氮吲哚酮与烯基叠氮的烯化/环化反应合成螺吡咯啉吲哚酮

螺吡咯啉吲哚酮化合物含有两种重要氮杂环,由于其独特的结构骨架和存在于天然产物而被广泛关注.吲哚酮的3位与其它环状化合物以螺环形式结合的结构特点是该结构具有潜在药物活性和合成价值的基础,例如抗癌和抗菌活性,以及在合成新配体和有机催化剂上的应用.目前,尽管合成螺吲哚酮的策略已有1,3-偶极环加成、亲核加成及还原环化等,但是发展简单高效的构建螺吲哚酮化合物的方法仍具有很大的吸引力.烯基叠氮同时含有叠氮和烯基两个单元,被广泛应用于构建氮杂环.另一方面,重氮化合物被广泛用作偶联环化合成的底物.基于在叠氮化学和杂环合成方面的工作,我们设想利用3-重氮吲哚-2-酮和烯基氮的环化反应构建螺吲哚酮化合物.文献中有关烯基叠氮和重氮化合物反应的报道较少,主要涉及铑催化的环丙烷化和铜催化的环戊烯合成,在这些反应中烯基叠氮作为二元合成子参与反应,而其它类型的反应鲜有报道,因此我们设想利用烯基叠氮作为三元合成子来参与反应成环.在我们开展工作的同时, Katukojvala小组率先发表了铑催化的重氮烯和烯基叠氮的环化反应构建1-吡咯啉.本文报道了3-重氮吲哚酮和烯基叠氮在铑催化下发生[1+1+3]环化,构建一系列螺吡咯啉吲哚酮化合物.研究从反应条件优化开始,通过对催化剂、原料比、溶剂和温度等参数的筛选,确定了最佳反应条件为1a/2a(1/7), Rh_2(TFA)_4(2.5mol%), 1,2-二氯乙烷(0.1mol/L), 60°C.在标准条件下完成了21个不同基团取代的螺吡咯啉吲哚酮化合物的合成,最高收率可达91%,证实了该反应的普适性.当重氮底物的N原子上不含取代基或取代基为甲基、苄基、苯基、苯甲酰基和磺酰基时,反应均可以顺利发生,其中苯甲酰基和对甲苯磺酰基取代的底物的反应可取得90%以上的收率.对于重氮和烯基叠氮底物的苯环上含有卤素、甲基和甲氧基等取代基时,反应同样可以顺利进行,以中等收率得到对应产物,电子效应对反应效果影响不大,而存在位阻效应时反应收率略有降低.当降低反应温度或缩短反应时间,可以从反应体系中同时分离得到螺吡咯啉吲哚酮和重氮底物3位乙烯基化的产物.进一步实验表明, 3-烯基吲哚酮可以在标准条件下与烯基叠氮反应,以中等收率得到模板产物.该对照实验表明3-烯基吲哚酮是反应过程中的关键中间体.该反应条件温和,简单高效,底物适用范围广,为构建具有潜在生物活性的螺吲哚酮骨架提供了新的选择.     

FeCl_3催化吲哚烯丙醇Nazarov环化合成新型稠环吲哚

以吲哚-2-甲醛和取代苯乙酮为原料,经3步反应合成了10个吲哚烯丙基醇(5a~5j);以Fe Cl3·6H2O为催化剂,二氯甲烷为溶剂,5于40℃经分子内Nazarov环化反应,合成了10个新型稠环吲哚(6a~6j),其结构经1H NMR,13C NMR和HR-ESI-MS表征。     

吲哚与亚胺的Friedel-Crafts反应的研究进展

由于吲哚类化合物具有许多生物特性等优点,在众多天然产物和相应的具有生物活性的化合物中起重要的骨架构筑作用,其合成方法的研究格外令人注目.近年来,关于吲哚与亚胺在催化剂作用下发生Friedel-Crafts反应来制备3-取代吲哚甲胺衍生物的报道剧增.对近年来吲哚与亚胺Friedel-Crafts反应的研究情况进行了综述.     

吲哚-2-甲酸和(S)-吲哚啉-2-甲酸的合成和相互转化研究进展

吲哚-2-甲酸和(S)-吲哚啉-2-甲酸均是具有生物活性的天然产物和众多降压药的特征结构片段,报道了它们的合成及其相互转化研究进展.吲哚啉-2-甲酸可由吲哚-2-甲酸还原制得,其中(S)-吲哚啉-2-甲酸可由外消旋体拆分或通过不对称合成法制备,其中"手性源法"作为一种新出现的方法具有较好的前景.吲哚-2-甲酸可由Fischer吲哚合成法制备,或通过取代苯胺或苯甲醛制备,也可通过吲哚啉衍生物氧化脱氢制备,其中Fischer合成法仍具有较强的竞争力.     

一种吲哚螺吡啶并嘧啶杂环衍生物的合成及其晶体结构

利用多组分反应方法,合成了一种螺环结构的2′,7′-二氨基-5-甲基-2,4′-二氧代-4′,8′-二氢-3’H-螺[吲哚啉-3,5′-吡啶[2,3-d]嘧啶]-6′-腈化合物4,并对该化合物进行了红外光谱、核磁共振氢谱、元素分析以及X-射线单晶衍射表征.单晶衍射结果表明:该晶体属于三斜晶系,空间群P-1,晶体参数为a=1.308 1nm,b=1.316 3nm,c=1.454 2nm,α=71.668(1)°,β=78.074(2)°,γ=66.475(1)°.在每个晶胞结构单元中含有一对对映异构体分子,分子中通过螺碳原子相连的吲哚环和二氢吡啶环处于几乎垂直构型,其二面角为89.15(2)°;稠合的二氢吡啶环和嘧啶环几乎共平面,其二面角为0.93(2)°.     

手性吲哚啉衍生物合成方法的研究进展

吲哚啉衍生物广泛存在于自然界中,因具有多种生物学活性而引起广泛关注.近年来,手性吲哚啉衍生物成为此领域的研究热点,也报道了多种相应的合成方法,主要包括动力学拆分、不对称合成、手性合成子策略等,不对称Domino级联反应作为近年来发展较快的领域,也引起了广泛关注,对以上合成方法加以综述.     

铜催化加成/取代串联反应构建四取代的三吲哚甲烷

在温和的条件下,利用3-乙酰基吲哚与吲哚的加成/取代串联反应,高效地合成了一系列高度拥挤的四取代三吲哚甲烷.该方法通过在3-乙酰基吲哚的氮原子上引入吸电子基团,提高了3-乙酰基吲哚的反应活性,具有原料廉价易得、底物适用性广、操作简便等优点.     

铑催化吲哚C(4)—H选择性活化构建氮杂-螺[4,5]吲哚骨架※

螺环吲哚是天然产物和药物化学中的一类重要骨架, 通过导向基团导向的C—H键活化反应已经成为构建螺环吲哚的重要方法. 目前在吲哚的吡咯片段上引入螺环结构已经比较成熟, 然而在吲哚的苯环片段上引入螺环还存在挑战. 以过渡金属铑催化, 选择性地活化吲哚C(4)—H键, 高效构建了氮杂-螺[4,5]吲哚骨架.     

3-异硫氰酸酯氧化吲哚参与的不对称串联反应研究进展

3-异硫氰酸酯氧化吲哚是一类高活性的新型反应试剂,已经被广泛地应用于串联反应中,并用于结构多样的手性螺环氧化吲哚骨架的构建.简单综述了近六年来3-异硫氰酸酯氧化吲哚参与的几类串联环化反应的最新研究进展,主要介绍各反应的特点、活化模式及合成应用,并展望它的发展前景.