2025年06月03日，催化领域国际知名期刊《ACS Catalysis》在线发表了中国海洋大学功能分子合成与应用研究中心、海洋药物教育部重点实验室徐涛课题组的最新研究成果关于吲哚烷基醚在有机催化高度对映选择性的[1,3]-σ重排与机理解析（Organocatalytic Highly Enantioselective Formal [1,3] Sigmatropic Rearrangement of Indole Alkyl Ethers and Mechanistic Insight）》，文章链接https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.4c01584。（ACS Catal. 2024, 14, 9207–9216）。
σ迁移重排反应是构建C-C 键的重要方法。相较于研究较为深入的 [3,3] -σ 迁移重排反应相比，关于 [1,3] -σ 迁移重排反应的研究则极为欠缺。热驱动的[1,3] -σ 键迁移重排反应通常需要较高的温度（>180 ℃），并且其固有的异面迁移轨道选择性导致生成混合的立体异构体，使得其在有机合成中应用受限。。随后的研究表明，路易斯酸可以降低反应温度，并通过形成阴阳离子对中间体来促进反应。然而，控制对映选择性迁移是该反应的主要难点，尤其是当存在差向异构化离子中间体时，特别容易消旋化，导致不对称催化 [1,3] -σ 迁移重排反应研究长期以来是不对称催化的难题。
图1. 有机催化高度选择性的形式 [1,3]-σ迁移重排与机理解析
徐涛课题组从2-烷氧基吲哚出发，开发了一种新型的手性膦酰胺（NPA-Cy）催化[1,3]- σ重排反应。该反应具有较优的底物范围（60个实例）以及良好的产率和高的对映选择性（89-99% ee）。团队与山东大学陆刚教授合作，对反应机理进行了密度泛函理论（DFT）计算发现底物和催化剂之间的非共价相互作用是决定对映选择性的主要因素。同时该反应作为关键步骤成功应用于fusaspoid A的首次全合成，非常简洁地展示了其在高对映体的氧化吲哚合成中的潜力。
本文的第一完成单位是中国海洋大学医药学院，通讯作者徐涛教授是中国海洋大学“筑峰”三层次教授，入选海外高层次引才计划“青年人才”。是国家优青和山东省杰出青年基金获得者。入选首批泰山学者青年专家和海洋国家实验室“鳌山人才”优秀青年学者。文章共同第一作者是医药学院博士生于海勇和山东大学胡凌飞博士（DFT计算）。该工作得到了国家自然科学基金项目，以及山东省杰出青年基金和我校杰青培育计划等经费的大力支持。