Die Fukuyama-Indolsynthese ist eine Namensreaktion der Organischen Chemie und wurde 1994 von dem japanischen Chemiker Tohru Fukuyama (* 1948) entdeckt.

Übersichtsreaktion

Die Reaktion dient der Synthese von Indolen durch radikalische Cyclisierung von ο-Isocyanostyrol-Derivaten-Reaktionsschema:

Bei der Fukuyama-Indolsynthese werden das Zinn-Reagenz Tributylzinnhydrid (n-Bu3SnH) und Azobis(isobutyronitril) (AIBN) als Radikalstarter oder Triethylboran verwendet. Mit diesen Reagenzien können ο-Isocyanostyrol-Derivate zu Indolen umgesetzt werden, wobei bei Zugabe von Säure ein 3-substituiertes Indol und bei Zugabe von Halogenalkanen und Palladium(0) 2,3-disubstituierte Indole entstehen.

Mechanismus

Ein möglicher Mechanismus dieser radikalischen Cyclisierung wird in den wissenschaftlichen Veröffentlichungen von Tohru Fukuyama et al. vorgestellt. Durch die Zugabe des AIBNs zum Tributylzinnhydrid entsteht ein Tributylzinn-Radikal, das einen mesomeriestabiliersten ο-Isocyanostyrol 1 radikalisch angreift. Es bildet sich ein α-Stannoimidoyl-Radikal 2, das durch intramolekularen Ringschluss und intramolekulare Protonenwanderung zum Radikal 3 reagiert. Durch weitere Zugabe von Tributylzinnhydrid kommt es zum Abbruch der radikalischen Prozesse und es bleibt 2-Stannylindol 4 als Hauptprodukte zurück. Je nach dem welche Reagienzien zu 4 hinzukommen, entsteht ein 3- oder ein 2,3-disubstituiertes Indol. Das 3-substituierte Indol erhält man, indem man 4 durch Zugabe einer Säure protoniert. Dann spaltet sich ein Tributylzinn-Kation ab und es entsteht das gewünschte Indol-Derivat 5.

Zur Synthese von dem 2,3-disubstituierten Indol (6) benötigt man stattdessen eine Halogenverbindung (Rest R2= Cyclohexenyl-, Phenyl- und Butylgruppe) und Palladium als Katalysator.

Als Rest R1 können verschiedene Ester- aber auch Alkylgruppen verwendet werden. Es handelt sich um eine Eintopfreaktion, bei der das Triethylboran nur bei cis-Isomeren zum Einsatz kommt und genauso wie beim Einsatz von AIBN eine Indol-Ausbeute von 93 % liefert.

Einzelnachweise

  1. ↑ Gordon W. Gribble: Recent developments in indole ring synthesis—methodology and applications. In: Journal of the Chemical Society, Perkin Transactions 1. Nr. 7, 2000, S. 1045–1075, doi:10.1039/A909834H.
  2. 1 2 3 Tohru Fukuyama, Xiaoqi Chen, Ge Peng: A Novel Tin-Mediated Indole Synthesis. In: Journal of the American Chemical Society. Band 116, Nr. 7, April 1994, S. 3127–3128, doi:10.1021/ja00086a054.
  3. 1 2 Hidetoshi Tokuyama, Tohru Yamashita, Matthew T. Reding, Yosuke Kaburagi, Tohru Fukuyama: Radical Cyclization of 2-Alkenylthioanilides: A Novel Synthesis of 2,3-Disubstituted Indoles. In: Journal of the American Chemical Society. Band 121, Nr. 15, April 1999, S. 3791–3792, doi:10.1021/ja983681v.
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