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四环氧化吲哚是在天然产物中广泛存在的一个骨架结构，很多天然产物分子如rhynchophylline（钩藤碱）、corynoxine（柯诺辛）、strychnophylline（马钱子茶碱）和formosanine（台钩藤碱）等吲哚生物碱中都具有该结构。这些天然产物具有非常好的生物活性，例如corynoxine（柯诺辛）通过清理大脑中生成的α-突触核蛋白，起到预防和治疗帕金森病的作用，而strychnofoline（马钱子茶碱）则在小鼠的黑色素瘤中表现出高度的抑制有丝分裂的能力。虽然四环氧化吲哚生物碱独特的化学结构和显著的生物活性引起化学界的高度研究兴趣，但关于这类结构的合成方法有较多的局限性，到目前为止只有氧化重排和分子内曼尼希反应等少数方法，而且这些方法往往需要经过多步反应才能形成天然产物中的四环氧化吲哚结构。
碳氢键活化反应是化学合成中一种非常高效和直接的反应。虽然传统的过渡金属催化的碳氢键活化反应自上世纪六十年代以来已取得显著的成果，但由于存在催化剂和配体价格昂贵、对水和空气敏感等限制性原因，因此非过渡金属催化的碳氢键活化反应近几年来受到科学家的广泛关注，被认为是绿色化学发展的一个主要方向。
中国科学院昆明植物研究所夏成峰研究组与赵勤实研究组合作，发现了一种高效合成四环氧化吲哚结构的方法。该方法在催化量的碱存在下，利用绿色环保的氧气为氧化剂，按照非过渡金属催化的碳氢键活化的策略，采用交叉脱氢反应一步得到四环氧化吲哚骨架。实验结果表明该方法在一系列具有不同取代基的四环氧化吲哚骨架中都能取得很好的反应收率。利用该方法，研究组只用了五步化学反应就完成了天然产物 (±)-corynoxine（柯诺辛）和(±)-corynoxine B（柯诺辛B）的高效全合成。而且该全合成能以克级规模进行，这为今后的动物实验需要较大量的原料提供了基础。
该研究结果对四环氧化吲哚结构的天然产物和药物分子合成具有较重要的贡献，对非过渡金属催化的碳氢键活化反应也具有较大的促进作用，近日以Construction of Tetracyclic 3-Spirooxindole through Cross Dehydrogenation of Pyridinium: Applications in Facile Synthesis of (±)-Corynoxine and (±)-Corynoxine B为题发表在 Journal of the American Chemical Society 上。
该研究获得了“973”项目(2011CB915503)、国家自然科学基金(21272242 、21302193)和云南省高端引进人才计划项目(2010CI117)的资助。
原文链接：http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja5121343
