羰基合成与选择氧化国家重点实验室（OSSO）知识库

    “含季碳中心的多环吲哚酮结构单元”广泛存在于诸多重要的天然产物及功能性有机分子中，该类结构单元的高度立体选择性构建是有机合成化学中的重要研究内容。本学位论文重点围绕这一主题，从简单易得的靛红及其衍生物出发，侧重结合有机催化与极性反转化学，实现了一系列结构多样的含季碳中心的多环吲哚酮类化合物的合成研究，其主要包括以下四个部分：

    第一部分：针对含季碳中心的“多芳基手性季碳吲哚酮”的对映选择性构建，基于小分子有机催化，结合对亚甲基苯醌化学，以 C₂-轴对称的双奎尼定衍生的手性方酸为催化剂，实现了“对亚甲基苯醌”与外消旋“ 3-芳基-2-吲哚酮”的不对称 1,6-共轭加成反应。该反应不仅为多芳基手性季碳吲哚酮类化合物的不对称催化合成提供了新方法，而且丰富了对亚甲基苯醌的远程手性控制模型研究。

    第二部分：针对含有季碳中心的“螺环环丙基吲哚酮”的立体选择性构建，基于三价磷介入的极性反转化学，结合对亚甲基苯醌的芳构化驱动，利用原位形成的具有 1,1-偶极子性质的Kukhtin-Ramirez 活性中间体，设计发展了“对亚甲基苯醌”与“ 3-羰基-2-吲哚酮(靛红)”的螺环环丙化反应，为含有季碳结构的“ syn-螺环环丙基吲哚酮类化合物”的一步构建提供了高效的合成方法。作为该反应可适用性的拓展，以具有非环结构的-酮酸酯为“一碳合成子”，合成了一系列官能团密集的“ anti-螺环环丙基双烯酮”。根据上述实验结果，我们对该反应中所观察到的立体选择性差异进行了合理的分析及解释。该反应是还原性三价磷介入的 KukhtinRamirez 极性反转化学首次应用于对亚甲基苯醌 1,6-共轭加成反应体系，不仅在一定程度上丰富了螺环环丙基吲哚酮类化合物的合成，而且还为对亚甲基苯醌螺环环丙化提供了新途径。

    第三部分：针对含有季碳中心的“螺环氮杂环丙基吲哚酮”的立体选择性构建，基于还原性三价磷介入的 Kukhtin-Ramirez 中间体原位形成，设计发展了芳醛亚胺的螺环环丙化反应。该反应展示了极性反转化学在氮杂环构建中的有效性，为含有季碳中心的“螺环氮杂环丙基吲哚酮”的非对映选择性合成提供了新方法。值得一提的是，该类氮杂螺环的区域选择性开环还为具有潜在生理活性的 Z-吲哚烯胺类化合物的立体选择性合成提供了新思路。

    第四部分：针对含有杂原子季碳中心的“螺环吲哚杂缩酮”的构建，基于上述 KukhtinRamirez 中间体参与的氮杂环丙烷化转化，设计发展了环状亚胺的螺环环丙化反应，为非对映选择性地合成一系列“多官能团化 endo-稠合氮杂环丙烷”提供了高效的新策略，并以此为基础，发展了涉及“氮杂环丙烷 C—C 键断裂诱发的 SO₂ 还原脱除、 6π-电环化”的新串联反应。重要的是，该串联反应为一系列结构独特的“螺环吲哚杂缩酮”的合成提供了新方法。该反应研究在丰富氮杂环丙烷化学的同时，进一步体现了涉及极性反转的 Kukhtin-Ramirez 中间体在有机合成中的重要性。