環(huán)狀化合物在現(xiàn)代有機化學中占有著重要的地位。環(huán)狀結(jié)構(gòu)廣泛存在于各種天然產(chǎn)物和具有重要生理活性的分子中，因此，對于這類化合物的合成是極其重要的。到目前為止，化學家們已經(jīng)發(fā)展了大量的方法合成小環(huán)化合物（三—六元環(huán))，例如Diels–Alder反應和其它環(huán)加成反應等。對于大環(huán)化合物（≧十元環(huán)）同樣也有很多合成方法，例如Corey–Nicolaou大環(huán)內(nèi)酯化反應、Keck大環(huán)內(nèi)酯化反應和烯烴復分解反應等。然而對于中環(huán)化合物（七—九元環(huán)）的合成，尤其是通過不對稱催化的方式合成，至今仍然是一個巨大的挑戰(zhàn)。這主要是由于中環(huán)合成中存在著不利的跨環(huán)張力和熵效應。

　　中國科學院上海有機化學研究所金屬有機化學國家重點實驗室研究員游書力團隊一直致力于銥催化的不對稱烯丙基去芳構(gòu)化反應研究(Acc. Chem. Res. 2014, 47, 2558)。2013年，他們發(fā)現(xiàn)通過銥催化的分子內(nèi)不對稱烯丙基去芳構(gòu)化/遷移反應可以高對映選擇性地實現(xiàn)多環(huán)吲哚（吡咯）結(jié)構(gòu)的構(gòu)建(J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 8169)。2015年，他們使用類似的策略完成了螺環(huán)吲哚啉類化合物的不對稱合成。值得注意的是，當吲哚2位帶有取代基時，反應中生成的螺環(huán)中間體可以通過逆Mannich/水解反應得到手性色胺衍生物(Angew. Chem., Int. Ed. 2015, 54, 14146)。

　　基于對該類反應機理的深入理解，最近該小組發(fā)展了一種新型的不對稱催化的方法，用于合成吲哚并中環(huán)化合物(J. Am. Chem. Soc. 2016, DOI: 10.1021/jacs.6b02678)。通過向吲哚的2,3位引入六元或者七元并環(huán)，可以有效地實現(xiàn)分子內(nèi)反應位點的預組織。在銥催化下首先進行不對稱烯丙基去芳構(gòu)化反應得到橋環(huán)中間體，再經(jīng)歷逆Mannich/水解反應得到七—九元環(huán)產(chǎn)物。對關(guān)鍵橋環(huán)中間體的原位捕捉實驗對這一反應機理提供了佐證。該反應條件溫和、底物普適性廣，為吲哚并中環(huán)化合物的合成提供了一條高效的途徑，對于含中環(huán)結(jié)構(gòu)藥物的設計和發(fā)現(xiàn)具有重要的意義。該研究工作發(fā)表后受到了美國化學會《化學與工程新聞》周刊(Chemical & Engineering News)的關(guān)注，5月9日出版的最新一期雜志以Asymmetric third ring is a charm for indole-annulated compounds 為題對該工作進行了介紹。

　　上述研究工作得到了國家自然科學基金委、科技部、中科院和上海市科委的大力資助。

銥催化的吲哚并中環(huán)化合物的合成