ChemCatChem:吲哚啉稠合多环骨架的绿色合成新方法:N-自由基引发的的电化学串联环化反应

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华中师范大学徐浩教授与朱翠菊副研究员合作报道了电化学氧化条件下分子内芳基酰胺N-自由基对炔酮的串联环化反应,在无金属、无氧化剂的条件下,绿色高效地构筑了一系列吲哚啉稠合四环6/5/6/6骨架化合物(图1c)。


吲哚啉稠合的多环结构是各种天然产物,生物碱以及药物分子的核心骨架。过渡金属催化的Heck类型或者Sonogashira羰基化环化反应是构筑吲哚啉稠合骨架的常用方法。然而,这些方法需要使用昂贵的Pd催化剂,有毒的CO气体以及较高的反应温度(图1a)。因此,开发一种绿色可持续的方法来高效的实现吲哚啉稠合多环骨架的合成具有重要意义。而电化学利用电子作为无痕的氧化试剂或者还原试剂,在绿色、环境友好、可持续的有机合成方面展现出了强大的潜力。美国华盛顿大学Kevin D. Moeller课题组以及厦门大学徐海超等课题组利用电化学氧化条件下产生酰胺、亚胺等N-自由基对富电子的烯烃或者炔烃的加成,构筑了各种氮杂环骨架(图1b)。然而由于酰胺、亚胺等N-自由基的亲电性质,实现N-自由基对缺电子炔烃的加成仍具有挑战(图1c)。



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图1:吲哚啉稠合骨架的研究背景及合成策略

该课题组利用芳基酰胺衍生物为起始原料,TEMPO作为氧化还原媒介,在温和的电化学条件下实现了N-自由基对缺电子炔烃的串联环化反应,通过一步反应同时实现了C–N键和C–C键的形成,实现了一系列吲哚啉稠合多环骨架的构筑。一系列机理探究实验表明:该过程是N-自由基到烯基自由基的级联环化过程;循环伏安实验表明了TEMPO在反应中作为氧化还原媒介,促进了N-自由基的形成。


总的来说,该策略条件温和、区域选择性高,提供了一种高效、绿色、可持续的方法来合成各类吲哚啉稠环化合物。作者相信,该新的合成方法将为吲哚啉稠环化合物的合成提供新的思路和方法。

文信息

Electrochemical Cascade Cyclization of N-Centered Radicals with Electro-Deficient Alkynes

Wei-Feng Qian,+ Yan-Yan Ouyang,+ Cuiju Zhu,* and Hao Xu*


ChemCatChem

DOI: 10.1002/cctc.202301572



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