吲哚是许多生物相关化合物、药物中的关键结构片段。尤其是C7-官能化的吲哚骨架表现出许多抗病毒活性，例如抗SARS-CoV，HIV-1和HSV II等。因此，在区分其他碳氢键的同时，实现吲哚C7-H的位点选择性官能化是十分必要的。近年来，钌(II)催化的C-H活化领域已取得重大进展，研究人员已经相继实现了各种C-H官能化，包括烷基化、烯基化、芳基化、酰胺化和间位C-H官能化等。尽管如此，钌(II)催化的吲哚类化合物的C7-H官能化仍较难实现，其主要挑战在于形成了不利的六元金属环。目前，仅Chang、马大为和史壮志等课题组利用铱、铑和钯催化在C7-H官能化方面做出了开创性贡献。近日，德国哥廷根大学教授Lutz Ackermann报道了首例钌(II)催化的吲哚C7-H键活化反应。该策略利用弱配位的新戊酰基为导向基，在温和条件下即可实现C7-H酰胺化和烯基化（Figure 2）。相关研究成果发表在Angew. Chem. Int. Ed.上（DOI: 10.1002/anie.202006164）。
（来源：Angew. Chem. Int. Ed.）
作者以N-新戊酰基吲哚1a与甲苯磺酰基叠氮化物2a为模型底物，对Ru催化的C7-H活化反应进行条件筛选（Table 1）。作者发现以TFE为溶剂，Ru(OAc)2(p-cymene)为催化剂，AgBF4为添加剂，反应就可以78%的收率得到位点选择性的C7-H氨基化产物3aa。对照实验表明，银盐对于形成阳离子钌(II)羧酸盐的起到重要作用。
（来源：Angew. Chem. Int. Ed.）
接着，在最佳反应条件下，作者考察了底物的适用范围（Scheme 2）。在C3、C4、C5和C6位带有烷基、烷氧基和卤素取代的吲哚1可以选择性地生成C7-H氨基化产物，收率中等至优异。此外，该反应也能耐受各种含芳砜基和烷烃砜基的叠氮化合物2。
（来源：Angew. Chem. Int. Ed.）
此外，N-新戊酰基吲哚与丙烯酸4的C7-H烯基化反应也是可行的，这反映出该钌催化的C7-H活化策略的优越性（Scheme 3）。反应可以耐受各种取代的吲哚1和丙烯酸酯4，从而以34%-75%的收率转化为所需的吲哚-7-烯基衍生物5，且产物具有优异的位点选择性。
（来源：Angew. Chem. Int. Ed.）
随后，作者通过在室温下温和地脱除新戊酰基导向基进一步证明了该钌(II)催化的C7-H活化策略的实用性（Scheme 4）。值得注意的是，C7-H官能化和N-新戊酰基的脱除也能以串联的“一锅法”进行。
（来源：Angew. Chem. Int. Ed.）
最后，基于竞争实验、H-D交换、KIE研究等机理实验，作者推测了一个合理的催化循环（Scheme 8）。首先，底物2a与活性钌催化剂A配位形成钌-磺酰胺中间体B。作者猜测C-H活化过程可能是通过碱辅助的内部亲电型取代机制发生的，优先生成钌(II)物种D，而非D’。中间体D经酰胺迁移插入形成钌(II)酰胺中间体E，其经质子脱金属化得到产物3aa，并再生出活性催化剂A。
（来源：Angew. Chem. Int. Ed.）
总而言之，作者首次报道了羧酸盐辅助的钌催化吲哚的C7-H活化反应。该反应的关键是六元钌环中间体的形成。在非常温和的条件下，钌(II)双羧酸盐催化剂能够促进C-N和C-C键的形成，并且具有优异的位点选择性。此外，温和地脱除导向基团以及克级制备的C7官能化的吲哚产物进一步证明了钌催化策略的实用性。
