Concise Report
Visible Light-Induced Umpolung Synthesis of 3,3-Disubstituted Oxindoles via the Substrate-Photosensitive Strategy
3,3-Disubstituted oxindoles, forming the core of extensive bioactive natural products and drugs, attract tremendous efforts to develop efficient methods for their preparation. Here, a photocatalyst-free approach for the synthesis of 3,3-disubstituted oxindoles via a substrate-photosensitive strategy under visible light was successfully developed. Preliminary mechanistic studies illustrated that isatin-derived imines can be directly excited by visible light to generate strong oxidant states, facilitating subsequent single-electron transfer (SET) processes with Hantzsch esters to afford the corresponding α-amino radical intermediates. Thus, these α-amino radicals promote the subsequent Giese radical addition or radical/radical cross-coupling reactions to furnish diverse functionalized 3-substituted 3-aminooxindoles in high yields.
可见光介导亚胺极性反转策略合成3,3-二取代氧化吲哚
脂肪胺是生物活性分子和天然产物中的重要结构单元，其中α-叔胺( ATAs )尤其重要。传统的合成方法例如Mannich型反应是一种比较经典的方法，但是由于亚胺具有亲电性，往往需要使用亲核性的阴离子或自由基，这就大大限制了底物范围。因而开发亚胺的极性反转策略有助于进一步扩大该反应的底物范围。可见光诱导的光催化合成已经成为一种强有力的、绿色的构建功能分子的方法。近年来，通过光催化的极性反转策略已经开发了许多不同亚胺的极性反转功能化（Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 13312-13315. Chem. Commun. 2016, 52, 14434-14437.）。然而，大多数这些方法中都需要加入昂贵的光敏剂。因此，发展无光催化剂的策略来构建功能化胺仍然是一个重要且理想的目标。由光介导的通过形成EDA复合物的方法显著的拓宽了光催化反应的底物范围，即使在个别前体没有光活性的情况下，也可以吸收可见光。虽然该方法避免了对光催化剂的需求，但其应用受到需要仔细配对富电子和受电子的分子的限制，从而限制了底物的多功能性。因此人们对通过可见光直接激发底物来驱动化学合成的方法产生了浓厚的兴趣，该方法被称为底物光敏策略（J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 8439-8443. Nat. Commun. 2019, 10, 1774. Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202203374.）。
最近，王洪玉课题组成功地开发了一种在可见光介导下，通过底物光敏策略和极性反转策略来合成3,3-二取代氧化吲哚的无光催化剂的方法。初步的机理研究表明，靛红酮亚胺衍生物可以被可见光直接激发生成强氧化态，从而促进后续与Hantzsch酯的单电子转移（SET）过程，生成相应的α-氨基自由基中间体。α-氨基自由基中间体促进了随后的Giese自由基加成或自由基/自由基交叉偶联反应，最后以高产率提供各种官能化的3-取代-3-氨基氧化吲哚类化合物。
上述研究结果作为Report发表于Chin. J. Chem. (2025, 43, 431-436, DOI: 10.1002/cjoc.202400973)。该项工作得到了国家自然科学基金、山东省泰山学者计划、中央高校基本科研业务费专项资金（中国海洋大学）的资助。
认识本文的作者们
王洪玉教授简介
中国海洋大学 医药学院
2022年加入中国海洋大学医药学院开展独立研究，入选中国海洋大学“青年英才”工程第一层次，山东省泰山学者青年专家。目前主要针对药物分子的绿色合成问题，开展廉价金属催化、光/电催化、不对称催化研究。至今已在发表研究论文50余篇，其中以第一（含共一）/通讯作者在Nat. Chem., Nat. Catal., Nat. Commun., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed.（两篇），ACS Catal.（三篇）等期刊发表30篇论文。获上海市自然科学一等奖、中国科学院院长优秀奖。
