氧代吲哚啉在天然產(chǎn)物合成中的應(yīng)用

王明婕，陳 霞

(六盤水師范學(xué)院 化學(xué)與材料工程學(xué)院，貴州 六盤水 553004)

吲哚化學(xué)一直是有機化學(xué)研究的重要領(lǐng)域，尤其在近20年的發(fā)展中，關(guān)于吲哚的轉(zhuǎn)化方法學(xué)研究蓬勃發(fā)展。吲哚的官能化方法主要包括Fridel-Crafts型反應(yīng)、Mannich型反應(yīng)、Aldol型反應(yīng)、氫化還原、氧化等，為吲哚骨架藥物、生物堿等功能分子的合成提供了很多直接、高效的手段。氧化反應(yīng)作為吲哚官能化轉(zhuǎn)化、吲哚骨架分子合成和氧代吲哚啉類化合物制備的一種基礎(chǔ)反應(yīng)類型，其研究起步較早，在有機合成中應(yīng)用較為廣泛。本文中，將簡述吲哚的氧化反應(yīng)在合成中的應(yīng)用，為吲哚氧化方法學(xué)的研究提供參考。

1 氧代吲哚啉骨架結(jié)構(gòu)

2-氧代吲哚啉、3-氧代吲哚啉或靛紅類化合物是氧代吲哚啉的三種結(jié)構(gòu)形式，在功能分子，尤其是天然產(chǎn)物中廣泛存在[1-3]，如圖1所示。

圖1 天然產(chǎn)物中的吲哚啉骨架結(jié)構(gòu)
Fig.1 Indoline skeletons in natural products

除直接存在于功能分子中，氧代吲哚啉作為有機合成中間體，還可用于許多含吲哚骨架功能分子的合成。其中，間氯過氧化苯甲酸或氧化鉬氧化吲哚、3-氧代吲哚啉的異構(gòu)化合成2-氧代吲哚啉是目前應(yīng)用最為廣泛的轉(zhuǎn)化方法。

2 氧代吲哚啉合成和異構(gòu)化的應(yīng)用

在含氧代吲哚啉骨架天然產(chǎn)物的合成中，主要使用二甲基過氧化酮[4]或間氯過氧化苯甲酸[5]為氧化劑，直接氧化吲哚獲得氧代吲哚啉結(jié)構(gòu)；或者利用加成或烯基化-異構(gòu)化-Claisen重排(OIC)反應(yīng)過程，將3-氧代吲哚啉轉(zhuǎn)化為2-氧代吲哚啉，用于功能分子的合成。

2.1 氧代吲哚啉合成方法的應(yīng)用

在含氧代吲哚啉骨架天然產(chǎn)物的合成中，主要應(yīng)用二甲基過氧化酮和mCPBA直接氧化吲哚的方式實現(xiàn)。如Jimenez課題組以二甲基過氧化酮為氧化劑，利用吲哚的氧化反應(yīng)，成功構(gòu)筑了四環(huán)吲哚啉化合物Mitomycin C 和FR900482環(huán)狀骨架，如圖2所示[4]。

圖2 二甲基過氧化酮氧化吲哚合成3-氧代吲哚啉
Fig.2 The oxidation of indole in synthesis of 3-oxyindolin with dimethyl peroxide

在(-)-Isatisine A的全合成中，研究者們通過不同的合成路線分別構(gòu)筑了其氧代吲哚啉骨架結(jié)構(gòu)，相似的是，兩種不同的合成路線中，均使用mCPBA直接氧化吲哚的方法，獲得3-氧代吲哚啉骨架結(jié)構(gòu)，如圖3所示[2-3]。

圖3 mCPBA氧化吲哚用于Isatisine A全合成
Fig.3 The oxidation of indole in synthesis of Isatisine A with mCPBA

直接氧化吲哚獲得氧代吲哚骨架天然產(chǎn)物是一種最有效的合成路徑。直到目前，能夠有效利用的吲哚氧化方法非常有限，主要是使用mCPBA為氧化劑應(yīng)用最多，但存在氧化過程選擇性不理想的問題。

2.2 氧代吲哚啉的直接利用

氧代吲哚啉異構(gòu)化方式的利用，主要通過羰基的加成和異構(gòu)化的方式實現(xiàn)。如在天然產(chǎn)物8-desbromohinckdentine的合成中，研究者利用氧代吲哚啉的加成和異構(gòu)化多步轉(zhuǎn)化過程，最終成功構(gòu)筑了吲哚啉骨架稠環(huán)化合物[1]，如圖4所示。

圖4 氧代吲哚啉異構(gòu)化方式的應(yīng)用Fig.4 Application of isomerization of oxyindoline

圖5 3-氧代吲哚啉的OIC轉(zhuǎn)化Fig.5 The OIC conversion of 3-oxyindolines

Kawasaki等人則是通過3-氧代吲哚啉的OIC轉(zhuǎn)化方法，即合成2-烯丙氧基-3-氧代吲哚啉結(jié)構(gòu)化合物，然后經(jīng)過氰甲基化-異構(gòu)化的反應(yīng)過程，獲得2-氧代吲哚啉，并進一步應(yīng)用于天然產(chǎn)物的全合成，如圖5所示。此種轉(zhuǎn)化方式在Flustramines A、Flustramines C,Flustramide A，Debromoflustramines A等系列天然產(chǎn)物的合成中，發(fā)揮了重要作用[6-7]。

氧代吲哚啉在天然產(chǎn)物合成中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以上兩個方面，其成功應(yīng)用的關(guān)鍵在于氧代吲哚啉前體的合成。

3 展望

氧代吲哚啉的合成方法和轉(zhuǎn)化方式在合成中，尤其是天然產(chǎn)物的全合成中有著非常重要的應(yīng)用。截至目前，利用簡單的氧化方法，由吲哚直接合成氧代吲哚啉的方法很少。所以，開發(fā)高效、高選擇性、綠色、簡便的氧代吲哚啉合成新方法，對于天然產(chǎn)物、藥物等功能分子的合成，具有廣泛的應(yīng)用價值。