吲唑类衍生物作为含氮杂化合物的一个重要分支而广受化学家的关注。与吲哚化合物类似,吲唑化合物同样是含有10π电子的氮杂类芳香体系,因而被称为吲哚的生物电子等排体。它们不仅是重要有机合成中间体,而且其本身显示出很好的生物和药用活性。根据其环内电子共轭的排列方式不同,可分为1H-和2H-吲唑。这两种吲唑的制备研究,以1H-吲唑更为详细透彻,而对于2H-吲唑的关注却稍逊前者。最近,研究者发现2H-吲唑类衍生物不但表现出良好的抗炎活性,还能有望作为一种新型病毒聚合酶抑制剂、抗血管生成剂和抗癌药物。传统构筑2H-吲唑的反应大都要求对底物进行较为复杂的设计,苛刻的反应条件和多步反应步骤,这些限制了合成效率及实用性。为此,寻求一种高效、便捷、宽底物范围的方法构筑2H-吲唑框架显得尤为必要。近年来,基于过渡金属催化C-H官能团化反应、诱导基原位转化和分子内环化在构筑含氮杂环化合物方面取得了长足发展,这一策略具有很高的原子和步骤经济性,绿色、便捷且高效。迄今,多种偶联试剂已相继被开发出来进行C-H活化/环化反应。其中含氮偶联试剂多以氨茴内酐、噁唑酮、有机叠氮等胺化试剂为主;含碳偶联试剂以炔烃、烯烃、重氮为主。上述进行迁移插入反应的偶联单位往往是sp、sp~2杂化原子,而以sp~3杂化方式进行插入的研究相对较少。2014年,Glorius小组报道了一种过渡金属催化α-Cl/MsO/TsO取代酮的[4+2]环化反应,合成各种C3-单取代的N-杂环的方法,这对先前报道的π键插入的反应模式进行了补充。在这一策略中α-Cl/MsO/TsO取代酮作为双原子偶联单位进行目标框架的构筑。基于此,我们设计以易得的偶氮苯为原料,以α-氯代酮为sp~3-C1偶联试剂,在过渡金属Rh(III)催化下,通过偶氮苯邻位C-H活化/导向基参与的原位分子内环化反应,高效、便捷地合成一系列多取代2H-吲唑类化合物(Scheme 1)。对超过30个产物进行考察,其产率基本达到良好以上(最高可达97%)。对于偶氮苯的考察发现电子效应对反应具有一定的影响,通常苯环上含有给电子基团的偶氮苯类化合物反应效果优于贫电子偶氮苯。对于间位取代的偶氮苯,控制其C-H活化位点的因素以空间位阻为主;对α-氯代酮的考察发现苯环上含有吸电子基团底物的反应活性略微优于含斥电子基团类底物。总之,该反应在温和条件下顺利进行,而且具有良好的官能团耐受性。通过此类方法成功地实现了一种抗炎药物的高效一步构筑,这凸显该策略的实用性(Scheme 2)。最后,经系列对照实验,研究了有关反应机理(Scheme 3)。