氧代吲哚啉在天然產物合成中的應用

王明婕，陳 霞

(六盤水師范學院 化學與材料工程學院，貴州 六盤水 553004)

吲哚化學一直是有機化學研究的重要領域，尤其在近20年的發展中，關于吲哚的轉化方法學研究蓬勃發展。吲哚的官能化方法主要包括Fridel-Crafts型反應、Mannich型反應、Aldol型反應、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。氧化反應作為吲哚官能化轉化、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反應類型，其研究起步較早，在有機合成中應用較為廣泛。本文中，將簡述吲哚的氧化反應在合成中的應用，為吲哚氧化方法學的研究提供參考。

1 氧代吲哚啉骨架結構

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構形式，在功能分子，尤其是天然產物中廣泛存在[1-3]，如圖1所示。

圖1 天然產物中的吲哚啉骨架結構
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-氧代吲哚啉的異構化合成2-氧代吲哚啉是目前應用最為廣泛的轉化方法。

2 氧代吲哚啉合成和異構化的應用

在含氧代吲哚啉骨架天然產物的合成中，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構；或者利用加成或烯基化-異構化-Claisen重排(OIC)反應過程，將3-氧代吲哚啉轉化為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用

在含氧代吲哚啉骨架天然產物的合成中，主要應用二甲基過氧化酮和mCPBA直接氧化吲哚的方式實現。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，成功構筑了四環吲哚啉化合物Mitomycin C 和FR900482環狀骨架，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筑了其氧代吲哚啉骨架結構，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-氧代吲哚啉骨架結構，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

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

圖4 氧代吲哚啉異構化方式的應用Fig.4 Application of isomerization of oxyindoline

圖5 3-氧代吲哚啉的OIC轉化Fig.5 The OIC conversion of 3-oxyindolines

Kawasaki等人則是通過3-氧代吲哚啉的OIC轉化方法，即合成2-烯丙氧基-3-氧代吲哚啉結構化合物，然后經過氰甲基化-異構化的反應過程，獲得2-氧代吲哚啉，并進一步應用于天然產物的全合成，如圖5所示。此種轉化方式在Flustramines A、Flustramines C,Flustramide A，Debromoflustramines A等系列天然產物的合成中，發揮了重要作用[6-7]。

氧代吲哚啉在天然產物合成中的應用主要體現在以上兩個方面，其成功應用的關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化方式在合成中，尤其是天然產物的全合成中有著非常重要的應用。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，對于天然產物、藥物等功能分子的合成，具有廣泛的應用價值。