近日，南通大学吴新星副教授课题组在Chem. Commun.上报道了一种钯催化Heck环化/羰基化反应合成氮杂吲哚啉和呋喃氮杂吲哚啉的新方法。值得一提的是，该方法可实现所有的四种氮杂吲哚啉异构体。此外，通过对反应底物的简单调整，利用钯催化后的分子内还原环化还可实现一系列呋喃氮杂吲哚啉化合物的合成。该文章链接：DOI：10.1039/D2CC02152H。
氮杂吲哚啉骨架广泛存在于多种生物活性分子和天然产物中，有着显著的生物和药物活性。然而，由于吡啶环上细微的电子效应干扰，导致众多高效合成吲哚的方法：如Fischer合成法和Friedel-Crafts合成法等，无法应用于氮杂吲哚啉类化合物的合成。此外，很少有方法报道能够同时实现四种氮杂吲哚啉异构体。近年来，过渡金属催化C-X或C-H键的羰基插入反应已成为实现高附加值羰基化合物最直接有效的方法之一。然而，CO气体存在固有的不安全属性，因此，发展安全高效的替代羰源具有非常实用的应用前景。吴小峰和Beller教授等课题组在该领域做出了显著的贡献，开发了众多的羰基化反应前体，如：均三甲酸苯酚酯、六羰基合钼等。受前期工作的启发，近日，南通大学吴新星副教授课题组发展了一种钯催化多米诺环化与甲酸酯的原位羰基化反应实现氮杂吲哚-3-乙酸酯的合成策略。
图 1 研究背景及本文的工作
首先，作者以苄基保护的含末端双键的氨基吡啶和甲酸苯酯为模板底物进行反应条件的筛选和优化。并在最佳反应条件下，作者研究了氨基吡啶的底物范围。通过对氮杂吲哚啉家族四种异构体的有效合成，进一步表明了该反应体系的普适性。
此外，由于呋喃氮杂吲哚啉骨架在生物活性分子或天然产物中结构的特殊性，作者决定将上述发展的方法应用于呋喃氮杂吲哚啉类衍生物的合成。最后，作者提出了可能的反应途径。
结论：该方法可以实现四种氮杂吲哚异构体的构建。该反应具有良好的官能团兼容性和底物范围。同时，该方法也可应用于具有三元并环结构的呋喃氮杂吲哚啉骨架的合成，可能为天然产物或新药物中类似骨架的构建提供有价值的应用参考。
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