手性α-氨基叔硼酸酯与α-氨基叔硅烷结构广泛存在于上市药物、生物活性分子及多功能手性合成砌块之中，其作为α-氨基酸的生物电子等排体，在蛋白酶体抑制剂药物研发与不对称有机合成等关键领域发挥着不可替代的作用。然而，通过酮亚胺的不对称硼化/硅化反应直接C-B/C-Si成键构建此类手性分子长期面临重大挑战，其根本原因在于酮亚胺底物亲电性较弱、羰基碳上两个非氢取代基的立体化学区分难度大。受此制约，现有合成方法多依赖于贵金属催化或手性辅基策略，但这些方法存在底物适用范围窄、步骤繁琐等问题，难以满足现代药物研发对分子结构多样性及合成效率高效性的迫切需求。
近年来，通过醛亚胺的不对称硼化/硅化反应构筑手性α-氨基仲硼酸酯与仲硅烷的研究已取得一定进展，但利用酮亚胺的直接不对称硼化/硅化反应通用合成手性α-氨基叔硼酸酯与叔硅烷的研究仍相对缺乏。其核心难点在于，构建高对映选择性手性叔碳中心的过程中，需同时克服底物反应活性低与立体选择性难以精准控制的双重困境：一方面，酮亚胺相较于醛亚胺亲电性显著降低，且为实现立体区分需引入的位阻基团进一步抑制了反应活性，常需高温等苛刻条件方可驱动反应；另一方面，酮亚胺羰基碳上两个非氢取代基的空间位阻差异小，使得催化剂难以有效区分两个立体异构面，从而难以实现对映选择性的精准调控。因此，发展高效、通用的非贵金属催化体系，实现从简单易得酮亚胺底物出发通过直接不对称硼化/硅化反应构筑手性α-氨基叔硼酸酯与叔硅烷，既有重要的科学价值，亦具有广阔的合成应用前景。
近日，中国科学院上海有机化学研究所殷亮研究员（点击查看介绍）团队与南开大学彭谦教授（点击查看介绍）团队合作，在这一挑战性研究领域取得重要突破，相关成果发表于《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society）。研究团队创新性地发展了一类基于新型非C2对称手性氮杂环卡宾（YC-NHC）配体的铜(I)催化新策略，成功实现了酮亚胺的高对映选择性硼化与硅化反应，高效构筑了结构多样的手性α-氨基叔硼酸酯与α-氨基叔硅烷（图1）。该策略充分发挥了YC-NHC配体独特的结构优势：其位阻可调的芳基取代基与非对称骨架形成的手性口袋，与铜(I)金属中心协同作用，构筑了高度专一的手性微环境。催化剂通过精准的空间位阻调控与弱相互作用协同活化低亲电性的酮亚胺底物，有效抑制背景副反应，并在高度拥挤的反应中心精准调控底物的进攻取向，从而实现了反应活性与对映选择性的完美统一。这一工作为手性α-氨基叔硼酸酯与叔硅烷的精准、高效不对称合成提供了全新通用范式，也为手性NHC配体在不对称过渡金属催化中的应用拓展了全新边界。
