基于DFT辅助的模块化合成方法，用于制备由布朗斯特酸催化的芳基和杂芳基环状咔唑化合物

《The Journal of Organic Chemistry》：DFT-Aided Modular Synthesis of Aryl- and Heteroaryl-Annulated Carbazoles Catalyzed by Br?nsted Acid

　　

Poli Liu | Xueyan Zhang | Juan Luo | Shanshan Huang | Lina Bai | Lian Li | Qiang Tang

重庆药学院，药学工程研究中心，中国重庆市学渊路1号，400016

报告了一种无金属的、基于密度泛函理论（DFT）辅助的模块化策略，用于合成七类不同的芳基/杂芳基环状咔唑及其关键中间体。该策略以含有羟基/卤素离去基团的酮类作为多功能合成子。在标准酸性条件下进行的初步反应生成了α-吲哚基酮，而非预期的咔唑，因此利用DFT计算来绘制自由能曲线。这些计算揭示了竞争性的羰基/羟基反应路径，从而指导了反应条件（甲苯/叔丁醇氢氧化物，回流，氩气保护）的优化，最终实现了高产率的苯并[α]咔唑合成。该策略扩展了底物范围，包括伯羟基酮（以前会产生无法分离的混合物）、2-噻吩基吲哚/2-呋喃基吲哚（可生成五环类似物）以及含有电子给体/空间大体积取代基的α-卤酮。在2,2′-联吲哚的反应中发现了反应机理的灵活性：亲核路径和电环化路径均能生成相同的吲哚[2,3-α]咔唑产物。本工作解决了现有方法的关键局限性（昂贵的金属催化剂、残留的金属污染、底物范围狭窄），为药物化学和材料化学中的咔唑合成提供了一个实用的平台。