上海有机所金催化的具有生物活性吲哚类化合物合成获进展----中国科学院

近年来，金催化剂在均相化学反应中的应用越来越引起了化学家们的重视，化学家们形象的称之为Gold Rush。究其原因，主要是因为金催化的反应大都具有反应条件温和，操作简单，反应时间短，反应选择性高等特点。此外，金催化过程中往往涉及到非经典碳正离子中间体，许多反应伴随着发生碳正离子的重排串联反应，从而形成有趣的分子结构。因此利用金的这些催化特性进行天然产物和具有生物活性分子的合成就成为了一个新的研究热点。

吲哚、多吲哚或者吲哚的多环化合物是自然界中非常重要的一类具有各种生物活性的化合物，探索其合成新方法一直是合成化学家的工作目标。对于如下图1所示的双吲哚生物碱的骨架，其高效和高对映选择性的合成方法一直没有得到很好的解决。

图1：具有生物活性的双吲哚生物碱骨架的化合物

中科院上海有机化学研究所金属有机化学国家重点实验室的施敏课题组在所发展的金催化的炔丙醇酯/炔、氧杂环丙烷/炔、亚乙烯基环丙烷等的反应基础上发展了1,1-双吲哚-5-己炔的分子内环化反应，反应的最优催化剂是阳离子金催化剂[Me4tBuXPhosAu]SbF6，反应具有很好的底物适用性，能以优秀的收率得到单一的6-endo-dig型环化产物，并且反应条件非常温和。随后合成了一系列手性金催化剂，对于该反应的不对称催化进行了考察，发现用手性膦配体L构成的金催化剂能以96%的ee值得到相应的产物(图2)。工作发表在Angew. Chem. Int. Ed. 2013,52, 6767 (DOI: 10.1002/anie.201302632).

图2：金催化的1,1-双吲哚-5-己炔的分子内环化反应

以吲哚为骨架的咔唑类化合物也是自然界分布最广的一类杂环化合物，广泛存在于各种天然产物和具有生物活性的分子中，并且在药物、香精等中也大量出现，因此有关咔唑结构单元合成及转化的方法学一直是有机合成化学的热点(图3)。其中均相金催化的吲哚与C-C不饱和键的反应是一种构建含咔唑骨架化合物的高效简洁的方法。由于金具有较强的活化C-C多重键的能力，并且吲哚的3-位具有较强的亲核性，在温和的条件下C-C多重键易接受吲哚的亲核进攻。利用该类活化机制，人们发展了一系列金催化的吲哚对炔烃，烯烃，联烯等的加成反应，从而使吲哚有效地转化为咔唑类杂环化合物。

图3：含有咔唑结构单元的具有生物活性的天然产物

最近发现1-(1’-取代吲哚-3’-基)-3-炔基-1-醇在大位阻金催化下发生分子内环化反应，高效地构建了多取代和并环咔唑类化合物(图4)。研究结果表明，通过改变底物中的取代基和反应条件，可以从不同的反应途径实现咔唑产物的多元化。例如底物中含环丙烷取代基则倾向于发生金属金卡宾中间体的1,2-烷基迁移；当以甲苯或醇作溶剂时，环丙烷会接受水或醇的亲核进攻发生开环反应生成咔唑醚产物；非环丙烷取代的底物在二氯甲烷中倾向于发生Wagner–Meerwein类型的1,2-烷基迁移生成1,2-取代咔唑，而在醇中易发生金卡宾中间体的1,2-迁移生成2,3-取代咔唑。该工作不仅拓展了合成咔唑的方法，也对金催化下1,2-烷基迁移模式的研究具有一定的启示作用。工作发表在Chem.-Eur. J. （2013,19, 10.1002/chem.201301203）。