光學純的吲哚和吡咯并環結構廣泛存在于各種天然產物和藥物分子中。通過使用分子內的不對稱烷基化反應來構建此類并環結構是最為有效和直接的方法。然而，使用這種策略來構建吲哚和吡咯并環的成功例子并不多。雖然很多分子內不對稱烷基化反應被認為是經歷了螺環中間體，然后再遷移為并環產物的歷程，但是文獻中并沒有對這樣的反應進行機理層面上的深入研究。通常情況下，如果忽視了反應中這種螺環中間體的形成，往往會造成對反應機理的錯誤理解，甚至導致烷基化反應產物的結構的誤判。
最近幾年來，中國科學院上海有機化學研究所金屬有機國家重點實驗室的游書力研究員課題組一直致力于過渡金屬催化的不對稱烯丙基去芳構化反應研究(Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 12662-12686.)。最近，他們發現，通過使用金屬銥催化的分子內不對稱烯丙基去芳構化/遷移的串聯反應，可以實現吲哚和吡咯并環的構建。通過使用他們小組自己設計合成的新型N-芳基亞磷酰胺配體(L1)和商業可得的金屬銥前體，可以以高達99% ee的對映選擇性得到目標產物。
在對該反應的機理進行深入研究后，他們發現，該反應首先生成了去芳構化的螺環中間體I，然后I發生了進一步現場的亞甲氨基遷移，得到了新型的吲哚并環結構。該反應模式實現了吲哚底物中的C-3位取代基現場遷移到了C-2位(吡咯底物則是實現了原料中的C-2位取代基遷移到了C-3位)，并且在該遷移過程中，反應仍以高的對映選擇性得到目標產物。這種新型反應模式的發現，不但更正了以前文獻報道的關于吲哚分子內烷基化產物結構的誤判(J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 1424)，而且提供了一條合成手性吲哚和吡咯并環結構的新思路。這部分工作以通訊的形式在《美國化學會志》雜志發表(J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 8169-8172.)。
該項工作獲得國家自然科學基金委、科技部、中科院和上海市科委的資助。
金屬銥催化的吲哚和吡咯不對稱烯丙基去芳構化/遷移串聯反應
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