Fischer吲哚合成反应

1883年, E. Fischer和F. Jourdan利用HCl醇溶于处理丙酮酸1-甲基苯腙得到了1-甲基吲哚-2-羧酸。这一发现之后,Fischer吲哚合成反应成为非常重要的取代吲哚的合成方法。Fischer吲哚合成反应是一种简单快速的由醛或酮和芳基肼反应得到芳基腙,接着环化生成多取代吲哚的合成方法。反应中生成的苯腙在酸催化下加热重排消除一分子氨得到2-取代或3-取代吲哚衍生物。在实际操作中,常可以用醛或酮与等当量的苯肼在酸中加热回流得到苯腙,其在酸催化下立即进行重排、消除氨而得到吲哚化合物。常用的催化剂有氯化锌、三氟化硼、多聚磷酸,AcOH, HCl, 三氟乙酸等。Lewis酸催化下,通常在温和条件下就可以进行此反应,而质子酸通常要加热到较高温度。

近年随着偶联反应的开发,人们开发出了更简便的偶联反应方法。费舍尔吲哚合成法一直广泛应用于生物碱和医药合成领域,甚至是不可或缺的手法。芳基卤化物和腙通过Buchwald-Hartwig偶联得到芳基腙的合成方法也被开发出来(Buchwald改良)。

反应机理

醛,酮和芳基联氨反应,生成的芳基腙在酸性催化剂下加热,经过单电子迁移环化生成取代基吲哚的反应。

反应实例

Peduncularine的合成。【Roberson, C. W.; Woerpel, K. A, J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 11342.】

Indometacin的合成

Haplophytine的合成 【 Angew. Chem. Int. Ed. 2009,48, 7600.】

不对称催化的费舍尔吲哚合成。【 J. Am. Chem. Soc. 2011133, 18534】

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J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 519-523

4-Bromophenylhydrazine hydrochloride 1 (21 g) was suspended in 150 mL of aceticacid, and the mixture was heated to reflux. Then a solution of cyclohexanone 2 (9.3 mL) in 10 mL of aceticacid was added dropwise. After theaddition, the mixture was stirred under reflux for another 2 h. Water (50 mL) was added dropwise slowly,cooled to room temperature, the solid was filtered, washed with water, dried,pale brown solid 3 (21.65g,91 %) was obtained.

H. Emil Fischer (1852-1919),最著名的有机化学家之一。生于德国波恩附近的Euskirchen。在他还是小孩子时,他的父亲Lorenz曾这样评价他:这孩子完全没有经商的天赋,苍天在上,让他去学习吧。Fischer先在波恩学习,后来又去斯堡师从Adolf von Baeyer。Fischer在1902年由于在糖化学和嘌呤方面的研究荣获诺贝尔化学奖(比他的导师von Baeyer还要早三年)。但令人扼腕叹息的是,由于在一战中痛失爱子悲伤过度而选择自杀。

参考文献

一、Name Reactions (A Collection of Detailed Reaction Mechanisms), Jie Jack Li, Fischer indole synthesis,page 253-254.

二、Organic Chemistry Portal:http://www.organic-chemistry.org/namedreactions/fischer-indole-synthesis.shtm

三、化学空间:http://www.chem-station.com/cn/reactions/2014/05/%E8%B4%B9%E8%88%8D%E5%B0%94%E5%90%B2%E5%93%9A%E5%90%88%E6%88%90-fischer-indole-synthesis.html

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