上海有機(jī)所在吲哚和吡咯分子內(nèi)不對(duì)稱官能團(tuán)化反應(yīng)機(jī)理的新認(rèn)識(shí)
光學(xué)純的吲哚和吡咯并環(huán)結(jié)構(gòu)廣泛存在于各種天然產(chǎn)物和藥物分子中。通過(guò)使用分子內(nèi)的不對(duì)稱烷基化反應(yīng)來(lái)構(gòu)建此類并環(huán)結(jié)構(gòu)是最為有效和直接的方法。然而使用這種策略來(lái)構(gòu)建吲哚和吡咯并環(huán)的成功例子并不多。雖然很多分子內(nèi)不對(duì)稱烷基化反應(yīng)被認(rèn)為是經(jīng)歷了螺環(huán)中間體，然后再遷移為并環(huán)產(chǎn)物的歷程，但是文獻(xiàn)中并沒(méi)有對(duì)這樣的反應(yīng)進(jìn)行機(jī)理層面上的深入研究。通常情況下，如果忽視了反應(yīng)中這種螺環(huán)中間體的形成，往往會(huì)造成對(duì)反應(yīng)機(jī)理的錯(cuò)誤理解，甚至導(dǎo)致烷基化反應(yīng)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)的誤判。
最近幾年來(lái)，中國(guó)科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所金屬有機(jī)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的游書力研究員課題組一直致力于過(guò)渡金屬催化的不對(duì)稱烯丙基去芳構(gòu)化反應(yīng)研究(Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 12662-12686.)。最近，他們發(fā)現(xiàn)通過(guò)使用金屬銥催化的分子內(nèi)不對(duì)稱烯丙基去芳構(gòu)化/遷移的串聯(lián)反應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)吲哚和吡咯并環(huán)的構(gòu)建。通過(guò)使用他們小組自己設(shè)計(jì)合成的新型N-芳基亞磷酰胺配體（L1）和商業(yè)可得的金屬銥前體可以以高達(dá)99% ee的對(duì)映選擇性得到目標(biāo)產(chǎn)物。在對(duì)該反應(yīng)的機(jī)理進(jìn)行深入研究后，他們發(fā)現(xiàn)該反應(yīng)首先生成了去芳構(gòu)化的螺環(huán)中間體I，然后I發(fā)生了進(jìn)一步現(xiàn)場(chǎng)的亞甲氨基遷移，得到了新型的吲哚并環(huán)結(jié)構(gòu)。該反應(yīng)模式實(shí)現(xiàn)了吲哚底物中的C-3位取代基現(xiàn)場(chǎng)遷移到了C-2位（吡咯底物則是實(shí)現(xiàn)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(guò)程中，反應(yīng)仍以高的對(duì)映選擇性得到目標(biāo)產(chǎn)物。這種新型反應(yīng)模式的發(fā)現(xiàn)不但更正了以前文獻(xiàn)報(bào)道的關(guān)于吲哚分子內(nèi)烷基化產(chǎn)物結(jié)構(gòu)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(huán)結(jié)構(gòu)的新思路。這部分工作以通訊的形式在《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》雜志發(fā)表（J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 8169-8172.）。
該項(xiàng)工作獲得國(guó)家自然科學(xué)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(duì)稱烯丙基去芳構(gòu)化/遷移串聯(lián)反應(yīng)
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