研究论文介绍

Chem. Sci.:串联自由基环化/分子间偶联高效构建官能团化吡咯并吲哚啉反应方法学

作者:杉杉

导读:

近日,云南大学的羊晓东与美国Pennsylvania大学Patrick J. Walsh课题组在Chem. Sci.中发表论文,首次报道一种全新的2-azaallyl anions与吲哚乙酰胺衍生物 (indole acetamides)参与的串联自由基环化/分子间偶联反应方法学,进而成功完成官能团化吡咯并吲哚啉 (pyrroloindolines)分子的构建。

Efficient Construction of Functionalized Pyrroloindolines through Cascade Radical Cyclization/Intermolecular Coupling

Y. Jiang, D. Liu, L. Zhang, C. Qin, H. Li, H. Yang, P. J. Walsh, X. Yang, Chem. Sci. 2024, ASAP. doi: 10.1039/D3SC05210A.

正文:

C3a-取代吡咯并吲哚啉骨架广泛存在于各类天然产物以及生物活性分子中 (Fig. 1)。并且,在过去的几十年里,已经成功设计出多种构建C3a-取代吡咯并吲哚啉分子的合成转化策略[1]-[2](Schemes 1a 和1b)。然而,上述的方法涉及过渡金属催化剂或光氧化还原催化剂的使用。受到近年来2-azaallyl anions参与串联环化反应方法学[3]以及酰胺基自由基参与相关反应方法学[4]研究报道的启发,这里,云南大学的羊晓东与美国Pennsylvania大学Patrick J. Walsh课题组首次报道一种全新的2-azaallyl anions与吲哚乙酰胺衍生物参与的串联自由基环化/分子间偶联反应方法学,进而成功完成官能团化吡咯并吲哚啉分子的构建 (Scheme 1c)。

首先,作者采用N-benzylketimine 1a与吲哚N-芳氧基乙酰胺衍生物(indole N-aryloxy acetamide)2a作为模型底物,进行相关反应条件的优化筛选 (Table 1)。进而确定最佳的反应条件为:采用NaHMDS作为碱,在DMSO反应溶剂中,反应温度为室温,最终获得89%收率的产物3aa (dr = 1.2:1)。

在上述的最佳反应条件下,作者分别对一系列N-benzyl ketimines底物 (Table 2)以及吲哚乙酰胺底物 (Table 3)的应用范围进行深入研究。

之后,该小组通过如下的一系列研究进一步表明,这一全新的串联SET/自由基环化/分子间偶联策略具有潜在的合成应用价值 (Scheme 2)。

接下来,作者对上述串联SET/自由基环化/分子间偶联过程的反应机理进行进一步研究  (Scheme 3)。

基于上述的实验研究,作者提出如下合理的反应机理 (Scheme 4)。

总结:云南大学的羊晓东与美国Pennsylvania大学Patrick J. Walsh课题组首次报道一种全新的2-azaallyl anions与吲哚乙酰胺衍生物参与的串联自由基环化/分子间偶联反应方法学,进而成功完成官能团化吡咯并吲哚啉分子的构建。这一全新的合成转化策略具有操作简单、底物范围广泛、优良的官能团兼容性以及温和的反应条件等优势。

参考文献:

  • [1] S. Zhu, D. W. MacMillan, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 10815. doi: 10.1021/ja305100g.
  • [2] E. C. Gentry, L. J. Rono, M. E. Hale, R. Matsuura, R. R. Knowles, J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 3394. doi: 10.1021/jacs.7b13616.
  • [3] G. Deng, M. Li, K. Yu, C. Liu, Z. Liu, S. Duan, W. Chen, X. Yang, H. Zhang, P. J. Walsh, Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 2826. doi:10.1002/anie.201812369.
  • [4] Y. Jiang, D. Liu, M. E. Rotella, G. Deng, Z. Liu, W. Chen, H. Zhang, M. C. Kozlowski, P. J. Walsh, X. Yang, J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 16045. doi: 10.1021/jacs.3c04376.

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