【人物与科研】河北大学王力竞副教授和李玮教授课题组：银介导下吲哚基丙烯酰胺的串联砜化/去芳化反应

导语

砜代杂环化合物是一类重要的生物活性分子，广泛存在于药物和农药中。如何将砜基高效引入杂环一直都是合成化学家的研究热点。近年来，人们取得了可喜的进展，发展了许多合成砜代杂环骨架的方法。然而，这些研究主要集中在构建砜代的单杂环和稠杂环化合物上，而有关砜代的螺杂环化合物的合成方法却鲜有涉及，目前仍存在很大的挑战。近日，河北大学王力竞副教授和李玮教授课题组报道了一种合成砜代螺吲哚啉类化合物的简洁高效方法（Org. Lett., 2020, DOI: 10.1021/acs.orglett.0c00158）。

王力竞副教授和李玮教授课题组简介

课题组成立以来一直从事基于烯烃双官能团化/环化方面的研究。在秉承绿色、安全、高效的合成理念的同时，不断探索底物范围广，能耗低，产率高等新颖实用的现代有机合成方法。目前已经在氮、硫/砜自由基参与烯烃的双官能团化/环化等领域取得了诸多进展。目前已在国际高水平期刊Org. Lett., Chem. Commun., J. Org. Chem.等杂志上发表SCI论文10余篇。

王力竞副教授简介

王力竞，男，副教授，硕士生导师，2010年本科毕业于河北师范大学化学与材料科学学院；2015年在兰州大学功能有机分子国家重点实验室获得有机化学专业博士学位，导师为梁永民教授。同年作为引进人才在河北大学参加工作，与李玮教授开展合作研究。2017年1月-5月作为访问学者在美国宾州印第安纳大学进行学术交流。

前沿科研成果

银介导下吲哚基丙烯酰胺的串联砜化/去芳化反应

螺吲哚啉骨架是一类具有重要生物活性的生物碱，广泛存在于医药和天然产物中。构建如此吸引人的螺环化合物的愿望激发了新型化学方法和合成策略的发展。最近，金属催化和自由基诱导的吲哚底物的串联环化反应为螺吲哚类化合物的合成提供了一个有吸引力的策略。然而，将砜基引入独特的螺吲哚啉骨架的方法却很少被报道。在此，作者提出了一种通用和高效合成砜代螺吲哚啉类化合物的方法（图1）。

图1. 砜化螺环化合物的合成

（来源：Org. Lett.）

作者首先以吲哚基丙烯酰胺和甲基亚磺酸钠为底物对反应条件进行了优化，反应在最优条件下以95%的收率得到分离的非对映异构体目标产物砜代螺环化合物。为了考察该合成方法的适用范围，作者考察了一系列亚磺酸钠（图2）。作者首先对烷基亚磺酸钠进行考察，这些底物均能顺利反应。接着，作者也考察了各类芳基取代的亚磺酸钠，发现其具有良好的官能团兼容性。实验结果表明，大部分取代的亚磺酸钠均具有广泛的适用性。

图2. 亚磺酸钠适用范围研究

（来源：Org. Lett.）

为了进一步考察该方法的底物适用范围，作者考察了一系列含有不同连接基团的吲哚基丙烯酰胺底物（图3）。作者首先对芳环的电子效应进行考察，这些底物均能顺利反应。接着，作者也考察了各类N取代的酰胺，发现其具有良好的官能团兼容性。此外，作者还对另外一种亚磺酸钠和底物在最有条件下进行了研究。实验结果表明，不同官能团取代的吲哚丙烯酰胺均具有广泛的适用性。值得一提的是，作者尝试了克级反应，目标产物同样取得了良好的收率。

图3. 底物适用范围研究

（来源：Org. Lett.）

最后，为了研究该反应的机理以及该反应的一些应用，作者设计了多类实验进行机理验证（图4）。一方面，根据文献报道和实验结果，作者推测反应机理如下（图5）：首先，RSO₂Na与AgNO₃反应生成磺酰自由基，磺酰自由基对底物1a的丙烯酰胺基团进行区域选择性进攻，生成碳自由基I，随后，自由基中间体I通过5-exo环化得到中间体II。最后,硝酸银氧化自由基中间体II获得碳正离子中间体III，接着β-H去质子化得到目标产物3。另一方面，作者设计了一些扩展实验（图6），分别对3aa-I还原，对3af-I氧化，都以良好的产率生成对应的产物。

图4. 验证反应机理

（来源：Org. Lett.）

图5. 可能的反应机理

（来源：Org. Lett.）

图6. 反应应用研究

（来源：Org. Lett.）
 

这一成果近期发表在Organic Letters上（Wei Dong, Lin Qi, Jin-Yan Song, Jia-Min Chen, Jia-Xin Guo, Song Shen, Li-Jun Li, Wei Li *, and Li-Jing Wang *, Org. Lett., 2020, DOI: 10.1021/acs.orglett.0c00158），该论文的第一作者为硕士研究生董威。上述研究工作得到了国家自然科学基金（No. 21702043）和河北省青年科学基金（No. B2017201041）的资助。

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面）：

关于人物与科研

在科技元素在经济生活中日益受到重视的今天，中国迎来了“科学技术爆发的节点”。科技进步的背后是无数科学家的耕耘。在化学领域，在追求创新驱动的大背景下，国际合作加强，学成归国人员在研发领域的影响日益突出，国内涌现出众多非常优秀的课题组。为此，CBG资讯采取1+X报道机制，CBG资讯、ChemBeanGo APP、ChemBeanGo官方微博、CBG微信订阅号等平台合力推出“人物与科研”栏目，走近国内颇具代表性的课题组，关注他们的研究，倾听他们的故事，记录他们的风采，发掘他们的科研精神。欢迎联系：[e-mail]

●华东师范大学高栓虎教授课题组：重排对映贝壳杉烷二萜farnesin的全合成：激发态Nazarov电环化反应
●中科院上海有机所桂敬汉课题组：抗病毒二萜天然产物wickerols A和B的发散式合成
●华中科技大学龚跃法和鲁登福课题组：基于烯烃自由基串联反应的有机肼类化合物的合成新方法
●山东大学高健课题组：一种新颖的2-氨基-2-脱氧-α-D-葡萄糖苷键构建方法及其在复杂寡糖合成中的应用
●南京工业大学冯超教授课题组：可见光促进下金催化的联烯酸酯的氟芳化反应