不对称催化的吲哚醇与环烯胺酮的氮杂烯反应对映选择实现吲哚C3位的功能化
毕业论文关键词：吲哚醇、环烯胺酮、不对称催化、氮杂烯反应
Catalytic Asymmetric Aza-ene Reaction of 3-Indolylmethanols with Cyclic Enaminones: Enantioselective Approach to C3-Functionalized Indole
Abstract: The catalytic asymmetric aza-ene reactions of 3-indolylmethanols with cyclic enaminones and the highly enantioselective aza-ene reactions utilizing cyclic aza-ene components have been established, which directly assemble isatinderived 3-indolylmethanols and dimedone-derived enaminones into C3-functionalized chiral indoles with one all-carbon quaternary stereogenic center in high yields and excellent enantioselectivities (up to 99% yield, up to 95:5 er).
Keywords: Indolylmethanols; Cyclic Enaminones; Catalytic Asymmetric; Aza-ene Reaction
前言
氮杂烯反应，是一个烯反应的细分1，是一种简单、快速、经济的形成C-C键的方法，在合成应用方面具有重要作用2。近些年，虽然对映选择性的烯基反应的得到了快速发展3，但关于不对称氮杂烯反应却少有报道。在这些有限的催化不对称氮杂烯反应例子中，基本上都是采用了非环状的氮杂烯化合物4。非环状的氮杂烯化合物参与的反应易于提高产率和对映选择性，相反环状的氮杂烯化合物由于其相对低的反应活性和骨架的刚性结构，不利于提高产率和对映选择性（图 1）。
图 1 烯基的相关反应
手性吲哚骨架广泛存在于天然产物和药物分子中，因此，手性吲哚衍生物的合成是有机合成领域的一个长期目标5。本文主要讲述3-甲基吲哚作为特别的反应物参与实现吲哚环C3位的官能团化，3-甲基吲哚在酸性条件很容易形成碳正离子或乙烯基中间体6。
3-吲哚醇的亲核取代反应已有报道，主要集中在羰基化合物的烷基化反应7。相反，催化不对称的3-吲哚醇的氮杂烯反应有待进一步发展。我决定使用3-甲基吲哚醇和环烯胺酮为原料开展反应，实现3-吲哚醇的另一类亲核取代反应（图 2）。值得指出的是，环烯胺酮具有显著的生物活性，故在反应中将其与靛红活性分子结合可能产生更优的生物活性8。
图 2 反应的相关历程
手性磷酸9已经被认为是一种具有特殊作用的布朗斯特酸。因此，我们设想手性磷酸通过与中间体作用实现3-吲哚醇和烯胺酮的同时活化。
实验部分
1、仪器与试剂
红外光谱用傅里叶红外光谱仪测得；氢谱和碳谱用布鲁克核磁共振仪测定；熔点由电热数字显示熔点仪测定，高效液相色谱分析是在安捷伦液相色谱仪上完成。
常用溶剂为国产分析纯试剂，且直接使用。硅胶H买自青岛海洋化工有限公司。
2、实验步骤
称取吲哚醇0.2mmol，氮杂烯0.6mmol，催化剂0.015mmol于反应管中，将2ml氯仿加入反应管中，在35℃条件下反应24h。TLC反应完全后，石油醚：乙酸乙酯=3:1硅胶柱层析的方法分离出产物。
结果与讨论
首先，我们根据氮杂烯和吲哚醇不同条件下的反应，来进行最优反应条件的筛选。为了尽量提高对映选择性，需要采用控制变量的方法选择最优的反应条件，如催化剂、溶剂、添加剂、温度和分子筛的选择。
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