Catalytic C2 prenylation of unprotected indoles:Late‐stage diversification of peptides and two‐step total synthesis of tryprostatin B  

催化NH吲哚的C2异戊烯基化反应:肽后期多样化和两步全合成tryprostatin B

作　　者：Yan‐Cheng Hu Ying Li Ding‐Wei Ji Heng Liu Hao Zheng Gong Zhang Qing‐An Chen 呼延成;李莹;季定纬;刘恒;郑浩;张功;陈庆安(中国科学院大连化学物理研究所,辽宁大连116023;中国科学院大学,北京100049)

机构地区：[1]Dalian Institute of Chemical Physics,Chinese Academy of Sciences,Dalian 116023,Liaoning,China [2]University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China

出　　处：《Chinese Journal of Catalysis》2021年第9期1593-1607,共15页催化学报（英文）

基　　金：国家自然科学基金(21801239,22071239).

摘　　要：C2 prenylated indoles are widespread in a variety of bioactive natural alkaloids.Therefore,theselective installation of prenyl group at C2 position of NH indoles is of great significance.However,the known protocols generally require a multi‐step procedure and stoichiometric promoters.Hereinwe develop a one‐step C2 prenylation of NH indole with cheap tert‐prenyl alcohol enabled by acidcatalysis.Salient features include good regioselectivity,step‐and atom‐economy,broad substratescope,and simple catalytic system.The mechanistic investigations demonstrate that both C2prenylation and C3 prenylation/migration pathways are engaged in the reaction.Notably,this practicalstrategy can be applied to the late‐stage diversification of tryptophan‐based peptides and concisesynthesis of tryprostatin B.异戊烯基化吲哚生物碱是一类同时具有吲哚环和类异戊二烯基团的天然产物,主要来源于各种真菌中.异戊烯基的存在可以增强化合物的亲脂性,使其能够更容易地穿过脂溶性的细胞膜与靶蛋白相结合,因此,这类天然产物往往表现出优异的生物活性.例如,从烟曲霉中分离的吲哚生物碱tryprostatinsA和B是由L-色氨酸和L-脯氨酸组合而成,在吲哚骨架C2位连有异戊烯基,具有高效的抗肿瘤活性.在已知的全合成中,关键步骤C2位异戊烯基的引入,均是通过多步当量反应实现的.从原子和步骤经济性角度出发,发展高效催化方法实现NH吲哚C2位直接异戊烯基化反应具有重要的意义.但是由于吲哚的氮原子和C3位亲核性都较强,使得挑战很大.在生物体中,吲哚生物碱C2位异戊烯基的引入是通过酶催化实现的.二甲基烯丙基焦磷酸(DMAPP)先在酶作用下,生成异戊烯基碳正离子,然后与吲哚C2位进行傅克反应,引入异戊烯基.受这一生物过程启发,设想通过化学方法能够生成稳定的异戊烯基碳正离子,也可能实现吲哚C2异戊烯基化反应.本文采用廉价易得的1,1-二甲基烯丙醇为异戊烯基前体,对该想法进行了尝试.首先,以色醇为模板底物,对酸催化剂、溶剂及反应温度进行了筛选.在1,2-二氯乙烷(DCE)溶剂中,布朗斯特酸、路易斯酸和固体酸都能促进反应的进行,但会得到吲哚N和C2异戊烯基化两种产物,其中三氯化铝有较好的收率和选择性.通过对不同溶剂考察发现, 2-甲基四氢呋喃是最佳溶剂,在80 ℃下反应,目标产物收率为75%,产物选择性可达到12:1.随后,对不同类型的3-取代吲哚进行了普适性考察.对于色醇类底物,吲哚苯环上的取代基以及N上的保护基对反应影响不大,都能很顺利地参与反应.在标准条件下,色胺的异戊烯基化反应会发生在C3位,而以氯苯为溶剂时,可以提高C2位选择性,通过该方法可在抗�

关 键 词：Indole prenylation Step economy Atom economy TRYPTOPHAN Peptide diversification Total synthesis 

分 类 号：TQ283[化学工程—有机化工]