吲哚是一类重要的氮杂环化合物，在天然产物、农用化学品及生物活性药物中广泛存在，是药物研发、材料科学及有机合成领域不可或缺的结构骨架。在众多吲哚合成方法中，Fischer吲哚合成是最常见，也是最实用的合成方法之一，其以芳基肼、醛/酮为原料，通过酸催化下的重排反应实现吲哚的合成。此外，以芳基重氮盐作为氮源、经偶联/环化途径合成吲哚的策略也得到广泛应用。然而，现有方法仍存在局限，如依赖预官能化底物、反应需在强酸或高温条件下进行、原子经济性低等，难以实现从大宗易得的工业原料直接、高效地合成结构多样、功能丰富的吲哚衍生物。因此，开发一种反应条件温和、原料来源广泛、官能团兼容性好且具备规模化潜力的吲哚合成新方法，不仅具有重要的合成化学价值，也对推进药物化学与材料科学的发展具有重要意义。
近日，大连理工大学化学学院金云鹤课题组报道了一种光驱动双功能铁催化策略，以易得的芳胺与烷烃或羧酸为原料，通过“一锅法”实现了吲哚的高效合成。该反应仅使用单一铁催化剂，在同一反应体系中依次实现了三个关键步骤：芳胺原位重氮化、光诱导配体-金属电荷转移驱动的C(sp3)–H活化/脱羧，以及路易斯酸催化的[3,3]-σ重排环化。该过程无需对原料进行预官能化处理，具有条件温和、步骤简洁、环境友好等特点，为实现吲哚骨架的一步构建提供了高效新路径。
该催化体系展现出优异的底物适用性及官能团兼容性，无需对原料进行预先保护或活化处理，可直接从含敏感官能团的底物出发，实现了152个结构多样吲哚化合物的高效构建，最高分离收率达95%。在药物合成领域，该方法的应用优势尤为突出：抗抑郁药伊普吲哚通过优化的两步法在温和条件下合成，总产率从传统四步法的43%提升至75%；抗组胺药美海屈林采用一锅脱羧/环化策略，以56%的总产率高效制备；内源性活性分子褪黑素实现了一步合成，产率达57%；A-FABP抑制剂的合成路线从传统六步精简为两步，总产率提升至50%。该方法在十克级规模放大实验中仍保持稳定的产物收率，体现了良好的工艺可放大性，为相关药物的绿色、规模化生产提供了具有工业化潜力的新途径。
该工作以“Photo-driven bifunctional iron-catalyzed one-pot assembling of indoles from arylamines and alkanes/carboxylic acids”为题发表在《Nature Communications》上。化学学院金云鹤副教授为通讯作者，化学学院博士研究生王丽芳为第一作者。该项目受到辽宁省自然科学基金、国家级大学生创新创业项目、基本科研业务费优秀本科生项目及化学学院青年教师激励基金的资金支持。
