张亚

【摘要】稠环吲哚类化合物广泛存在于天然植物和活性医药体中，过渡金属催化吲哚环化构造稠环吲哚具有高利用率和耗时短的优势，因此得到了越来越多的重视。但是纵观目前对R—C≡CH苯胺类化合物构造吲哚稠环骨架的研究现状来看，大多工艺比较繁琐，因此研究更加简单快捷的催化方法尤为必要。本文研究了过渡金属铑催化吲哚醛与重氮化合物的环合反应，得到2，3-稠环吲哚类化合物展开探究， 这也是金属催化吲哚生物碱的研究重点。

【关键词】稠环吲哚类化合物过渡金属铑2，3-稠环吲哚类化合物

分类号：R285;R284.3

吲哚类化合物因其良好的抗菌性、抗炎性和抗肿瘤性，得到了医药届的广泛重视，金属催化与构造吲哚稠环骨架结合的反应，逐渐成为科研人员的关注热点。学术界如此钟爱金属催化的原因是因为， 金属催化可以促进反应过程中 c-h 键的定向断裂，在构建 c-c 和 c-杂原子键时具有利用率高的优点，可以减少化学反应中繁琐的基底预官能化过程， 通过将芳香族和不饱和烷烃转化为高附加值化合物，可以提高整个化学反应的效率。

一、金属催化构建2，3-稠环C8H7N的研究

Au （i）催化二苯胺直接环化生成2，3- 稠吲哚衍生物，如咔唑化合物和2，3- 稠七元杂环吲哚，这类方法的优势在于操作简单， 反应机理为第一步炔烃加成胺化生成C5-R-≡CH-吲哚，然后R—C≡CH活化吲哚C3位，加成后形成2，3-吲哚稠不饱和六元与七元环衍生物。同样的机理的，还有使用金催化构建2，3-稠合吲哚衍生物。该方法法构造吲哚并饱和杂环衍生物，将二R—C≡CH反应成R—C≡CH烯基，该方法更经济，催化剂用量更少。

还有一种效率更高， 苯醌催化无氧化还原剂的 cas 环化反应，构建六元、七元、八元C8H7N。原理是钯催化R—C≡CH与苯胺构建出C8H7N骨架， 随后，CN亲核加成被催化形成2，3-酬合吲哚。在化学过程中，添加剂是一水合物，其相较于CH?COOH来说，对C6H6O3S反应的适应能力更高。此方法也带来更为方便的的（±）-Aspidospermidine途径。

另外， 在微波辐射下，AG（I）催化邻氟C≡CH苯胺与醛的[N+1]反应合成了饱和杂环2，3吲哚衍生物。这一反应借由AgSbF6的催化，R—C≡CH与-NH2亲核加成构造C8H7N，然后-CHO与-NH2加成为R2C=NR′， 最后，以银离子为催化剂，R2C = NR与吲哚 C3进行环化反应，构建了六元九元饱和杂环化合物。

另有一反应，是PD（II）催化法合成五元内酯和2，3-吲哚稠环衍生物的机理是：首先，苯胺和R—C≡CH在PDI2的催化下，构建C8H7N，然后用钯配位催化吲哚C3位五内酯环二次环化生成PD（0），制备了可重复使用的PDI2催化剂。在同一体系中同时构建了新的C-C、C-N和C-O键。以碘化钯和碘化钾为催化剂，选择性地合成了五元内酯和2，3-吲哚稠环化合物。

大多数关于2，3-稠环吲哚的构建的研究都是从苯胺出发，用过渡金属作为一步催化剂来构建吲哚环，但是从C8H7N出发，构建2，3-稠环吲哚的成果则不多。有此一例， 以吲哚啉R2C=NR′重氮和苯R2C=NR′为原料，在RH（III）催化下合成了1，2-苯并噻嗪吲哚衍生物。这一构建法的独特之处在于Rh（III） 同时，苯R2C= NR′邻位C-H键和苯R2C= NR′N-H键的催化活化，且该反应温和，催化剂用量经济， 官能团具有普遍性，反应物是重要的医药活性中间体。因此，该方法可用于快速构建富含药物的化学库。

以Rh（III）为底物与2H 正丙基丁烷反应为R2C=NR′重氮杂环化合物，反应非常有效，可以获得具有荧光基团的吲哚吡嗪类化合物。其机理是吲哚啉 R2C=NR′重氮杂环化合物在Rh2（Oct）4的催化下生成α-脒基铑卡宾，然后加入亲核试剂与2H-N-丙二胺形成内盐，再与 C-N键断裂生成R2C=NR′ ，然后进行6 πe 环闭合，最终形成强制发光的吲哚吡嗪化合物。

二、合成2，3-稠环吲哚方式

1、烷基烯、炔合成2，3-稠环吲哚

实验方法：封管中放置吲哚反应物，催化剂[RhCp*（MeCN）3]（SbF6）2，乙酸铯，邻二氯乙烷，和重氮丙二酸酯搅拌，放置氩气环境，六十摄氏度油浴下反应八小时。使用层析法加柱色谱分离得单烷基化的产物。

3i-1与3i-2：封管中放置吲哚反应物，催化剂[RhCp*（MeCN）3]（SbF6）2，添加剂乙酸铯，甲醇和氮基，置于氩环境，置于油浴下八小时。层析法完全析出后，柱色谱分离得最终产物。

2、C2、C7制备2，3-稠环吲哚

实验方法：在试管中放置吲哚基底，催化剂[RhCp*Cl2]2，AgSbF6，添加剂Cu（OAc）2，邻二氯乙烷和0.8mmol的氮基底，氩气条件中，置于八十摄氏度油中十六小时。经过层析法完全后将产物自然冷却，减压蒸出，析出晶体经硅膠快速色谱纯化得2，3-稠环吲哚。

3、衍生化实验

实验方法：在有3f的二甲醚溶液中加入N，N-二异丙基乙胺，置于氩气环境中，于九十摄氏度的油中反应十二小时。使用层析法反应完全拿出冷却至室温，，然后加入乙酸乙酯。用NaCl（aq.），蒸馏水洗涤，元明粉干燥有机层，通过柱色谱分离出最终产物5f。

三、结论

利用三价铑催化吲哚C2单烷基化以及吲哚C2、C7双烷基化，当催化剂为[Cp*Rh（MeCN）3]（SbF6）2、添加剂为乙酸铯、溶剂为邻二氯乙烷，可以得到C2单烷基化的2，3-稠环吲哚类化合物，催化剂为[Cp*RhCl2]2、配体为AgSbF6、添加剂为Cu（OAc）2时可以得到C2、C7双烷基化的2，3-稠环吲哚类化合物。除了底物吲哚醛类，吲哚烯丙酯类、吲哚酯类也都可以发生分子内C=C、C=O加成，从而构造出六元环与七元环的2，3-稠环吲哚类化合物。

参考文献

[1]ShangR，IliesL，NakamuraE.Iron-CatalyzedC-HBondActivation[J].Chem.Rev.，2017，117：9086-9139.

基金项目：安徽省教育厅自然科学重点项目：（KJ2020A1003）