吲哚是自然界中分布最广的杂环之一，相应的吲哚衍生物在合成化学、生物医药、材料化工等领域均有着重要应用。其中，手性稠环吲哚骨架衍生物以其独特的理化性质和广泛的生理活性，在药物分子、天然产物及活性化合物中占有重要地位，因此，其催化不对称合成研究已引起了有机合成化学家和药物化学家们的广泛关注。鉴于结构多样性导向的有机合成化学和创新药物研究对新型合成方法和策略的不断需求，设计开发具有多重反应位点、能够实现结构发散性合成的新型吲哚类合成子，高效、高选择性的构建结构多样的手性稠环吲哚骨架依然具有重要意义。

近年来，华东理工大学邓卫平教授课题组一直致力于手性稠环吲哚骨架的催化不对称构建研究，构建了一系列结构多样的吲哚并五元、六元和七元环骨架(ACS Catal., 2016, 6, 5685; Adv. Synth. Catal., 2018, 360, 2191; Adv. Synth. Catal., 2018, 360, 2843; Org. Chem. Front., 2018, 5, 3430; J. Org. Chem., 2019,84, 11186; Org. Lett., 2019, 21, 5514; Org. Lett., 2020, 22, 4026; Org. Lett., 2020, 22, 4547; Angew. Chem. Int. Ed., 2020, 59, 1238; Sci. China Chem., 2020, 63, 911)。最近，该课题组又将吲哚骨架与烯丙醇模块进行巧妙融合，设计了结构简单且易于制备的乙烯基吲哚并噁唑酮化合物，其在金属催化剂（钯或铱）作用下，脱除二氧化碳，可以获得反应性质独特的吲哚离域1,3-偶极体（IDDP）。理论上，由于吲哚环的离域作用，IDDP能够以氮杂1,3-偶极体（NCC）和全碳1,3-偶极体（3C）两种形式参与反应，因此该活性反应中间体有望为结构多样性构建手性吲哚稠环骨架提供新的思路。作者通过选择合适的亲偶极体和催化体系，高区域选择性的实现了手性环戊烷并[b]吲哚及吡咯并[1,2-a]吲哚两类重要化合物的结构发散性合成（图1）。 

图1.  吲哚离域1,3-偶极体的设计及其在手性稠环吲哚化合物结构发散性合成中的应用研究

图2. 金属钯催化不对称[3 + 2]环加成反应的配体筛选

在Pd₂(dba)₃·CHCl₃/(R, R_a)-L1f催化体系下，作者对反应条件进一步优化后，对底物的普适性进行考察（图3），该催化体系对含有不同取代基的乙烯基吲哚并恶唑酮1与亚苄基丙二腈2均具有较好的兼容性，以优秀的收率、区域选择性和立体选择性合成了一系列取代基多样的手性环戊烷并[b]吲哚化合物3（21例）。

图3. 金属钯催化不对称[3 + 2]环加成反应的底物拓展

值得注意的是，在上述最佳条件下作者还尝试选择2-氰基-3-芳基-丙烯酸酯5作为底物对该反应进行考察（图4）。该反应能够顺利进行并以较好的收率、优秀的立体选择性得到了一系列含有3个连续手性中心（包含一个季碳手性中心）的环戊烷并[b]吲哚化合物6。

图4. 含有3个连续手性中心的环戊烷并[b]吲哚化合物的不对称合成

为了进一步探究该吲哚离域1,3-偶极体作为氮杂1,3-偶极体在稠环吲哚合成中的应用，作者设计了金属铱活化的乙烯基吲哚并恶唑酮与异硫脲类含氮杂环亲核催化剂活化的酸酐间的[3 + 2]环加成反应，高效构建吡咯并[1,2-a]吲哚骨架（图5）。通过系统的反应条件优化，最终确定金属铱络合物A1与