含有烷基鏈的雜環(huán)化合物是藥物和生物活性分子中的優(yōu)勢結(jié)構(gòu)。有超過半數(shù)的暢銷藥物中含有雜芳烴結(jié)構(gòu)。發(fā)展烷基鏈直接引入到雜芳烴的有效方法受到了廣泛的關(guān)注。特別是通過吲哚烷基化制備C-3位為全碳季碳中心的吲哚衍生物，由于其獨(dú)特的生物活性和重要的合成應(yīng)用，引起了化學(xué)家們的關(guān)注。廉價易得的烯烴與吲哚的氫雜芳化反應(yīng)是制備這種吲哚衍生物最直接和原子經(jīng)濟(jì)的策略之一。利用布朗斯特酸或路易斯酸催化吲哚與烯烴的傅克反應(yīng)，在吲哚的C-3位上構(gòu)筑季碳中心已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，但是此類反應(yīng)往往需要一些高活性的烯烴。
雖然過渡金屬催化烯烴與吲哚的氫雜芳化反應(yīng)因其高效性而備受關(guān)注，但構(gòu)建全碳季碳中心仍是一項(xiàng)挑戰(zhàn)且發(fā)展不足的研究。保護(hù)的吲哚和化學(xué)計(jì)量的氫化物供體通常是必要的。2022年，東北師范大學(xué)張前課題組報(bào)道了一種通過添加當(dāng)量硅烷試劑來實(shí)現(xiàn)烯烴與吲哚C-3位的不對稱烷基化反應(yīng)(圖1A)。最近，Hess課題組報(bào)道了基于新開發(fā)鈷催化劑的吲哚與末端烯烴首次光誘導(dǎo)烷基化(圖1B)。但是，發(fā)展一種高效且原子經(jīng)濟(jì)性高的吲哚烷基化策略來構(gòu)筑C-3位全碳季碳中心的烷基化吲哚仍然存在一些挑戰(zhàn)。
圖1. 烯烴與吲哚C-3位的烷基化反應(yīng) 近日，北京理工大學(xué)楊小會課題組利用銠和硫酚協(xié)同催化的策略，在溫和的反應(yīng)條件下，實(shí)現(xiàn)了烯烴與吲哚C-3位的烷基化反應(yīng)，高效構(gòu)筑了全碳季碳中心。該反應(yīng)底物普適性好，操作簡便，催化劑用量可降至0.1 mol%(圖1C)。雜環(huán)骨架如吲哚、苯并呋喃甚至苯環(huán)骨架，以及多取代的苯環(huán)、萘環(huán)或芳雜環(huán)烯烴都能以中等至優(yōu)良的收率得到相應(yīng)的產(chǎn)物(圖2）。 圖2. 底物拓展 基于作者先前的研究，他們提出了一個可能的反應(yīng)機(jī)理(圖3A)，銠催化劑與硫酚發(fā)生氧化加成生成Rh?H中間體II，遷移插入至烯烴后得中間體III，與吲哚C-3位交換，硫酚再生至催化循環(huán)，隨后發(fā)生還原消除，銠催化劑再生至下一循環(huán)。此外，作者也做了一些初步的機(jī)理實(shí)驗(yàn)。動力學(xué)同位素實(shí)驗(yàn)氘代實(shí)驗(yàn)表明C-H鍵的斷裂可能是反應(yīng)的決速步(圖3B)。自由基捕獲實(shí)驗(yàn)證明該反應(yīng)不是自由基機(jī)理(圖3C)。 圖3. 機(jī)理研究 論文信息 Rh-Catalyzed Hydroheteroarylation of Styrenes: Access to Alkylated Heteroarenes with All-carbon Quaternary Centers Zhen Wang, Yi-Xin Wang, and Xiao-Hui Yang* 文章的第一作者和第二作者分別是北京理工大學(xué)2021級博士研究生王振和2022級碩士生王一欣，通訊作者是北京理工大學(xué)楊小會教授。 European Journal of Organic Chemistry DOI: 10.1002/ejoc.202300428
