蘭州化物所選擇性NH官能化新反應研究取得進展

吲哚不對稱N-H官能化反應

　　酸堿催化是催化化學中最普通和應用最為廣泛的催化過程之一，在特定的條件下，酸堿功能的相互轉化為人們設計特定的選擇性催化反應提供了多種可以想象的空間。利用這一潛在的契機，中國科學院蘭州化學物理研究所羰基合成與選擇氧化國家重點實驗室的研究人員成功實現了一類手性Br?nsted酸催化的吲哚與α,β-不飽和γ-內酰胺的對映選擇性N-H官能化新反應。

　　具有雜環結構的手性吲哚是一種非常重要的藥效基團，大量存在于人工合成的具有生理活性的藥物及天然產物中。因此，直接通過對映選擇性活化吲哚中心合成具有光學活性的吲哚衍生物引起了科學家的廣泛關注。而大量不對稱烷基化反應都集中在吲哚類化合物的C2和C3原子上，吲哚N-H官能團的活化一直受到限制。一般吲哚N-H官能化只有在堿存在下通過拔去吲哚NH官能團上的質子才能實現。

　　蘭州化物所研究人員獨辟蹊徑，利用共軛酸堿的原理(即在一定的條件下，酸可以發揮堿的功能，堿也可以發揮酸的功能的特性)，采用手性Br?nsted酸作為催化劑，利用α,β-不飽和γ-內酰胺在酸性條件下能形成N-酰亞胺正離子而消耗酸性質子，失去質子的手性磷酸形成的共軛堿與吲哚N原子上的H原子形成氫鍵從而能夠活化N-H鍵的策略，發展了一類新型的N-H官能化反應。基于手性磷酸的高效的手性誘導能力，促使吲哚作為親核試劑選擇性地進攻N-酰亞胺正離子的Re-面，從而高對映選擇性地獲得N-H官能化產物。研究人員通過原位紅外光譜，高分辨質譜，氘代實驗很好地闡述了該反應的反應機理。該類產物經過進一步的簡單轉化就可以獲得具有潛在生理活性的多環類雜環化合物，可望用于新藥的發現。

　　該研究提供了一種用以簡單起始原料合成具有高對映選擇性的手性吲哚衍生物的新方法，同時該研究開啟了手性Br?nsted酸催化的吲哚分子的不對稱N-H官能化新途徑。

　　該研究工作得到了國家自然科學基金和中國科學院“百人計劃”支持。研究結果在線發表在Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 5682-5686. (DOI: 10.1002/anie.201102046)。