吲哚由于其广泛的生物学和药理活性，人们致力于开发合成吲哚生物碱的有效方法，特别是在药物分子方面。从这一角度出发，将结构平面的吲哚进行脱芳构化合成不对称合成吲哚衍生物是一种非常实用的方法。由于吲哚的亲核性，脱芳构化反应通常通过在C3上加成亲电试剂来进行(Scheme 1a左)。在吲哚核上加入强吸电子取代基或离开基团，以反转亲核吲哚的极性以得到亲电吲哚。(Scheme1a右)。

本文作者根据之前报道的季铵盐低碘化物催化吲哚C2环化/氧化反应(Scheme 1b)。实现了2，3-二取代吲哚对映选择性的催化氧化合成螺二氢吲哚。(Scheme 1c)。

作者首先使用模板底物1a在四丁基碘化铵的作用下，以叔丁基过氧化氢为氧化剂反应得到31%的目标产物和17%的副产物。使用过氧化氢异丙苯作为氧化剂时有64%的目标产物生成。接下来作者使用手性季铵盐催化以87%的产率和81%的ee值得到产物，通过单晶确定了2a的绝对构型。

在优化的条件下，作者拓展了1的不对称脱芳氮杂螺环反应。2-甲基吲哚衍生物1a−f在C5位带有给电子或吸电子取代基，都能得到相应的螺吲哚2a−f，产率高，对映体选择性好至中等(59−81%ee)。经一次重结晶后，2a−f的光学纯度可提高到88−99%ee。2-烷基或2-苯基取代吲哚(1g−o，1q−t)或不含取代基(1p)的吲哚的反应具有良好的对映体选择性(75−98%ee)。

为了进一步了解反应机理，作者使用1v的氧化脱芳构化作为模型反应进行了动力学研究。发现反应速率与底物1v的浓度呈零级相关，与CHP和4b的浓度呈一级相关。根据1的取代基不同观察到初始反应速率的差异，这表明催化剂-底物复合体的氧化可能是速率决定步骤。作者还使用一系列底物1v-y和1z-ab进行了Hammett分析，以探索吲哚和磺酰胺氮上对位取代基对反应速率的电子效应(Scheme 4a)。结果，从吲哚取代基(R5)的相应图中观察到具有负斜率(ρ= 0.98)的线性相关性。另一方面，从图中可以观察到较差的相关性，表明在决定速率的过渡态中，吲哚氮上的正电荷而不是C3上的正电荷的积累。接下来，为了评估吲哚和磺胺单元的N−H基团在氧化反应中的作用，制备了N-甲基吲哚5和N-甲基磺酰胺6，并在标准条件下进行了反应(Scheme 4b)。虽然从5的反应中回收了大部分原料，但6的脱芳构化反应顺利进行，以良好的收率得到过氧化物加合物7。与Hammett分析的结果一致，这些结果表明通过生成N-I吲哚中间体的吲哚部分的迁移可能对氧化脱芳构化反应至关重要。另一方面，在中性条件下使用N-碘琥珀酰亚胺作为化学计量的碘试剂的1d的反应给出了C3-碘加合物8(Scheme 4c)。使用8在标准条件下并没有得到目标产物。这表明通过吲哚C3碘化的螺环化是不太可能的。

基于这些实验结果和先前的工作，作者提出了催化反应机理。次碘酸铵可以作为活性物质由氧化剂氧化碘化铵而原位生成。N-碘中间体9可通过次碘酸盐与吲哚N-H的可逆反应直接生成，或通过磺酰胺N-H的碘化，然后进行分子内碘转移生成。为了增强吲哚的亲电性，N-碘(III)中间体10可通过9的限速氧化生成。随着高度缺电子的碘(III)物种的产生，最后，次碘酸铵的还原消除可能通过手性铵磺酰胺对高度亲电的中间体10的分子内捕获进行，产生氮杂-螺吲哚啉2。

作者设想在C2引入缺电子取代基，C2上的缺电子基团将进一步降低C3上的LUMO能量，这可能提高螺环合步骤的速率并进一步提高化学选择性。此外，如果缺电子助剂可以用作离去基团，产物的合成速率将会提高。在相应的1ac -ae(Scheme 5a)反应后，获得了螺吲哚啉2ac-ae。都获得了良好的对映选择性(81-86% ee)。使用5 mol % 4b也实现了1ac的克级反应。同时也可以得到四元环产物13。

最后作者对反应产物进行了应用拓展。

10.1021/jacs.2c01852.