主要观点总结
史大永教授课题组在Angew. Chem. Int. Ed.上发表了题为“Photoinduced Bartoli Indole Synthesis by the Oxidative Cleavage of Alkenes with Nitro(hetero)arenes”的研究论文，介绍了一种全新的光诱导Bartoli吲哚合成方法。通过激发态硝基芳烃对烯烃的氧化裂解，成功获得多种吲哚和氮杂吲哚衍生物。
关键观点总结
关键观点1: 研究背景及重要性
传统Fischer和Bartoli吲哚合成方法已经存在，但新的光诱导方法提供了一种更有效的获取吲哚骨架的途径，特别是在药物研发中具有巨大前景。
关键观点2: 新方法的特点
通过激发态硝基芳烃氧化裂解烯烃，首次报道了全新的光诱导Bartoli吲哚合成方法。N-O=C偶极子新的产生方式和反应性增强了对偶极化学的理解和认识。
关键观点3: 实验探究和底物范围
作者在模型反应中详细探究了光照、溶剂、酸、浓度、物料比等因素的影响，并探索了底物范围，包括缺电子硝基杂芳烃和各类烯烃的适用性。采用连续流动光化学技术提高了反应效率。
关键观点4: 机理实验和DFT计算
进行了一系列机理实验和DFT计算，支持了该反应涉及自由基环加成、臭氧解型环裂解等过程。这些实验为提出的反应机制提供了有力支持。
关键观点5: 研究成果的影响
该研究为人们深入理解和认识偶极化学提供了新的思路，同时展示了在药物、农药和功能材料发现中的潜在应用。
正文
近日，山东大学微生物技术国家重点实验室史大永教授课题组在
Angew. Chem. Int. Ed.
上发表了题为“Photoinduced
Bartoli Indole Synthesis by the Oxidative Cleavage of Alkenes with Nitro(hetero)arenes”的研究论文，首次提出一种光诱导的Bartoli吲哚合成方法，
通过激发态硝基芳烃对烯烃的氧化裂解，成功获得多种吲哚和氮杂吲哚衍生物。
氮杂芳烃是化学中普遍存在的结构单元，广泛应用于材料、药物、农药和其他领域。吲哚和氮杂吲哚具有与生物靶点相互作用的潜力，在药物研发中具有巨大前景。传统的
Fischer
吲哚合成和
Bartoli
吲哚合成已经证实了
“-Ar-N-X-C=C-”
骨架 （
Fisher
合成，
X = N
；
Bartoli
合成，
X = O
） 可以精确截取或设计并通过烯基化重排获得吲哚，这仍然是一种有效获取吲哚骨架的方法。同时，硝基芳烃作为一种常见化学品被广泛应用，但对其激发态性质尚未充分探索。随着该领域的深入挖掘，我们认识到通过激发态硝基芳烃氧化裂解烯烃产生的
1,3,2-
二恶唑环的偶极环裂解是一种极具价值的产生
N-O=C
偶极子的策略。
基于此，本文首次报道了一种全新的光诱导
Bartoli
吲哚合成方法，通过激发态硝基芳烃对烯烃的氧化裂解，成功获得多种吲哚和氮杂吲哚衍生物。
N-O=C
偶极子新的产生方式和反应性增强了人们对偶极化学的理解和认识。
首先，作者在模型反应中详细探究了光照、溶剂、酸、浓度、物料比等因素的影响。实验表明，
390 nm
波长光照、溶剂
EtOAc
和当量乙酸的添加在反应中都发挥着至关重要的作用。
在获得最优反应条件后，作者探索了底物范围。各类缺电子硝基杂芳烃表现出很好的适用性，值得一提的是，该反应可以以良好的收率得到
L-
薄荷醇衍生物（
3t
）。
各类烯烃也表现出优异的适用性。首先，α
-
甲基芳基乙烯在反应中均可得到中等至优异收率；同时，其他双取代的末端烯烃也可以顺利得到相应的吲哚衍生物。
特别地，采用连续流动光化学技术显著提高了反应效率，克服了商业化过程中存在的障碍。另外，通过
Bayer-Villiger
氧化环化一锅合成产物
6
，为发现农药、药物和功能材料提供了新骨架。
随后，作者进行了一系列机理实验。
TEMPO
、
BHT
和氧气氛围有效地抑制了反应进行。邻位双取代的硝基芳烃在标准条件下的反应情况和分子内
KIE
竞争实验都为可能的反应机理提供了支持。同时，胺酮中间体
3p’
的捕获和交叉实验进一步佐证了反应机理。
作者采用变温
19
F
光核磁实时监测了反应中间体的产生和衰变过程，为提出的反应机制提供了有利支持。开关灯实验表明反应可能存在一个
1,3,2-
二恶唑环累积的过程。同时，作者详细研究了乙酸对反应速率和收率的影响。紫外可见吸收光谱也表明反应没有
EDA
复合物。
DFT
计算有力支持了羰基亚胺中间体反应性从与甲醛偶极加成生成更稳定恶唑环到分子内氢迁移生成
O-
烯基羟胺的转变，作者认为这种反应性的转变是动力学支持和溶剂化效应综合影响的结果。最后，机理研究和
DFT
计算支持该反应涉及自由基环加成、臭氧解型环裂解、羰基亚胺中间体分子内氢迁移以及
O-
烯基羟胺的
3,3-σ
重排等过程。
史大永课题组报道了一种全新的光诱导
Bartoli
吲哚合成方法，通过硝基杂芳烃氧化裂解烯烃构建了各类吲哚和氮杂吲哚衍生物，机理实验和
DFT
计算证实
N-O=C
偶极子全新的产生方式和反应性都为人们深入理解和认识偶极化学提供了新的思路。
山东大学微生物技术国家重点实验室
史大永教授
为文章的通讯作者，博士研究生
秦宏云
为文章第一作者。山东大学微生物技术国家重点实验室为第一完成单位。
Photoinduced Bartoli Indole Synthesis by the
Oxidative Cleavage of Alkenes with Nitro(hetero)arenes
Hongyun Qin, Ruihua
Liu, Zemin Wang, Feng Xu, Xiaowei Li, Cong Shi, Jiashu Chen, Wenlong Shan, Chao
Liu, Pan Xing, Jiqiang Zhu, Xiangqian Li, and Dayong Shi
*
.
Angew.
Chem. Int. Ed.
2024
https://doi.org/10.1002/anie.202416923
史大永教授团队诚邀具有药学、药物化学、药理学、有机化学及有机方法学等相关背景的各类青年才俊（固定人员、博士后及研究生）共同开展相关的研究
导师名录：
https://www.mbtechinst.qd.sdu.edu.cn/info/1384/8319.htm
课题组网站：
https://faculty.sdu.edu.cn/~RzQfIj/zh_CN/index.htm
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