手性吲哚杂环化合物广泛存在于天然产物和药物活性分子中，在药物化学、农业化学和材料化学中发挥着重要作用。江苏师范大学化学与材料科学学院石枫教授发现：2-吲哚醇与两性分子发生(3+3)和(3+4)环加成反应中，其C3位显示出亲电和亲核的双重反应性，并且具有较高的区域选择性和对映选择性。为了深入研究其反应机理，探究反应区域选择性和对映选择性的根源，9499www威尼斯焦银春副教授课题组对2-吲哚醇参与的三种代表性的环加成反应机理进行了理论研究。
结果表明，三种环加成反应均以分步方式进行，而不是协同反应。2-吲哚醇C3位显示出亲电性的原因是2-吲哚醇在手性磷酸（CPA）催化下先脱水生成离域的正离子，然后C3位被亲核试剂进攻；而2-吲哚醇C3位显示出亲核性的原因是吲哚C3位先进攻另一反应物，发生加成反应。不同反应途径间反应能垒的差距是反应产物具有高区域选择性和高对映选择性的关键因素，其中氢键弱相互作用的不同是导致能垒具有差异的重要原因。本研究同时利用Fukui函数和平均局部电离能来解释2-吲哚醇反应中的区域选择性。研究发现在CPA催化下，2-吲哚醇的C3-亲核性增加，导致区域选择性较高。同时发现2-吲哚醇在CPA催化下形成离域的正离子后，空间位阻因素决定了其C3-区域选择性。该研究为2-吲哚醇参与的反应及机理提供了新思路，将对2-吲哚醇参与的化学反应提供理论指导。
上述相关研究成果发表在美国化学会期刊《The Journal of Organic Chemistry》，论文第一作者为9499www威尼斯2018级研究生邓双，湖南科技大学为第一署名单位。在论文的撰写和讨论方面得到了石枫教授的大力帮助，该工作得到国家自然科学基金（21772069、21877034、21831007）、湖南省自然科学基金（2019JJ50161）和江苏省六大人才高峰项目（SWYY-025）的支持。
该论文为：
Shuang Deng,Chenxi Qu,Yinchun Jiao*,Wanqiang Liu,and Feng Shi*. Insights into 2‑Indolylmethanol-Involved Cycloadditions: Origins of Regioselectivity and Enantioselectivity, J. Org. Chem., 2020, 85(18): 11641-11653.
论文链接为： https://doi.org/10.1021/acs.joc.0c01123
