螺环化合物因其刚性结构和可调控的立体环境，成为不对称催化领域的重要骨架。其中，C2-对称的螺环骨架（如SPINOL）因其独特性能，被广泛应用于多种不对称催化反应。近年来，孙建伟课题组通过结构修饰，将SPINOL中的苯环替换为萘环，开发出SPHENOL ；近期，孙建伟课题组和谭斌课题组分别又将SPINOL中的苯环替换为吲哚环，开发出螺环吲哚等新型骨架 。这些富电荷芳环的引入优化了螺环结构的合成，提高了对映选择性控制。然而，传统合成方法仍存在步骤繁琐、原料不易得等问题，不利于大规模应用。
针对这一挑战，香港科技大学孙建伟课题组取得重要突破。他们创新性地发展了一种"一锅自组装"策略，以廉价易得的吲哚和丙酮为原料，在手性磷酸和醇添加剂的协同催化下，高效构建了新型手性螺环双吲哚骨架。在优化条件下，该反应能以55%的收率和99%的对映选择性获得目标产物，且催化剂可循环使用。这一简洁高效的合成方法与传统的多步路线形成鲜明对比。 为了充分验证该骨架的应用潜力，研究团队开发了多种功能化修饰策略。通过精准的化学转化，成功构建了包括手性硫脲、双膦配体和手性胺在内的多种潜在手性催化剂。特别值得一提的是，该团队能够在吲哚7号位引入苯环等芳香基团，这一系列转化充分展现了该螺环双吲哚骨架在空间构型和位阻方面的可调控性。 这些衍生物展现出优异的手性催化性能，能够分别催化烯丙基取代反应、烯丙基胺化、不对称氢化以及不对称共轭加成反应，并且均以优异的收率和对映选择性获得了相应的产物。这些结果充分证实了该螺环骨架在不对称催化中优异的应用价值。 该研究团队通过控制实验和理论计算阐明了反应机理：手性酸催化吲哚与丙酮发生Friedel-Crafts反应，生成的吲哚醇中间体经碳正离子与吲哚反应，最终螺环化得到产物。该过程涉及多重C-C键的形成与断裂，产物的立体化学由手性催化剂在关键步骤决定。NMR和DFT研究证实CPA与醇添加剂B1通过氢键相互作用，增强催化剂酸性并优化立体控制，从而提升催化效率。 综上所述，孙建伟团队创新性地采用“一锅法自组装”策略，利用廉价吲哚和丙酮为原料，在手性磷酸/醇协同催化下高效合成了光学纯螺环双吲哚化合物。相较于传统多步合成，该方法显著提升了合成效率。该骨架已被证实是优异的手性催化剂/配体，为不对称催化研究开辟了新途径。值得一提的是，加拿大的Reid教授和德国的List教授团队近期也报道了一例密切相关且十分卓越的工作 。 论文信息 Rapid Access to an Enantioenriched Spiro Bisindole Directly from Indole and Acetone Jing-Yi Wang, Jie Lin, Dr. Chaoshen Zhang, Prof. Dr. Jianwei Sun Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202507798
