Rh(III)催化的吲哚C2和C4位C-H键活化及环化反应

近十年来，过渡金属催化的C-H键官能化反应作为高效和步骤经济性的合成方法，广泛用于构建C–C和C–X（X = 杂原子）键。这些反应一般需要导向基团来选择性地活化特定位置的C-H键，但反应后往往又需要消除导向基团，由此降低了反应的步骤和原子经济性。如果导向基团既可以起到导向作用，又可以参与反应形成最终的产物，则既可以避免该基团的消除，又实现了串联反应一步合成结构更加复杂的环状分子。

南开大学的王佰全教授（点击查看介绍）课题组近年来发展了腈乙酰基作为高效的反应性导向基团，可以促进Rh(III)催化的多重C-H键的活化及环化，实现从简单易得的原料出发高效地合成复杂稠合的碳环和杂环骨架化合物（J. Am. Chem. Soc., 2012, 134, 16163; Org. Lett., 2016, 18, 5066; Chem. Commun., 2016, 52, 14117）。

吲哚结构单元广泛存在于天然产物和药物分子结构中，吲哚骨架不同位置含有不同的取代基往往表现出不同的生物活性。近年来，过渡金属催化的C-H键官能化反应已用于吲哚的C-H键官能化。但由于吲哚C2和C3位具有较高的电子密度，大多数过渡金属催化的C-H键官能化反应都发生在吲哚的C2和C3位，而对其他位置C-H键的官能团化反应的研究相对较少。

最近，该课题组报道了将腈乙酰基引入吲哚的3位，得到的3-(1H-吲哚基)-3-氧代-丙腈底物在Rh(III)的催化下与内炔烃反应，可以通过形式上的[4+2]环加成与一分子炔烃反应生成取代的咔唑衍生物，也可以通过形式上串联的[4+2]和[5+2]环加成与两分子炔烃反应生成取代的氧杂卓并咔唑衍生物。该反应涉及连续的C(sp²)-H/C(sp³)-H键、C(sp²)-H/O-H键活化，实现了1H-吲哚的C2和C4位选择性的C-H键活化和环化反应，为合成吲哚骨架的稠环化合物提供了高效的方法。

与此同时，该反应具有很好的底物普适性和官能团兼容性。研究成果发表于Chemical Communications 上。

该论文作者为：Tao Zhou, Bin Li and Baiquan Wang

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Rhodium-catalyzed C2 and C4 C–H activation/annulation of 3-(1H-indol-3-yl)-3-oxopropanenitriles with internal alkynes: a facile access to substituted and fused carbazoles

Chem. Commun., 2017, 53, 6343, DOI: 10.1039/C7CC02808C

导师介绍

王佰全

http://www.x-mol.com/university/faculty/11910