水是工业进程中广泛运用的化学物质，它廉价、安全、可回收。但是，虽然在曩昔的半个世纪里，不对称催化范畴获得了重大进展，在催化对映挑选性反响中运用水作为底物的报导却很少，这可能是因为水分子体积小，在许多有机溶剂中溶解度差，简单致使手性催化剂失活等原因所造成的。过渡金属催化卡宾对映挑选性刺进水的O-H键反响能够使水分子转化到产品的手性中心，但只有当α-芳基-α-重氮酯作为卡宾前体时，文献中所报导的手性催化剂才有杰出的作用。

  南开大学朱守非课题组最近运用非手性双铑络合物和手性磷酸或手性磷酰胺的协同催化系统，完成了α-烷基-α-重氮酯和α-烯基-α-重氮酯作为卡宾前体与水的O-H键的不对称刺进反响，对大多数底物都给出了较高的收率和优异的对映挑选性（图1和图2）。该反响具有活性和对映挑选性高，官能团耐受性广，条件温文等特色，为手性α-烷基-α-羟基酯和α-烯基-α-羟基酯的组成供给了一种新的高效办法。该反响也成为少量几个以水为底物的高对映挑选性催化反响。

  因为该O-H键刺进反响的产品富含易于转化的官能团，因而能够用于在多种生物活性化合物的不对称组成中（图3）。

  机理研讨标明，磷酸的参加能够明显下降烯醇中间体质子转移的能垒，促进反响向O-H键刺进的方向进行，然后按捺了β-H搬迁等竞争性副反响，确保了反响的杰出收率（图4）。磷酸和磷酰胺作为质子梭催化剂促进了烯醇中间体的高对映挑选性1,2-和1,3-质子转移反响，质子转移反响过渡态分子轨迹最大堆叠需求是质子梭催化剂参加该进程的原始驱动力（图5）。

  上述作业是朱守非课题组手性质子梭催化剂研讨的连续，一方面展现了手性质子梭催化剂杰出的普适性和对含水系统具有杰出的耐受性，另一方面，也进一步提醒了手性质子梭催化剂能够经过促进质子转移进程按捺副反响，过渡态分子轨迹最大堆叠需求是手性质子梭催化剂参加烯醇到酮式转化进程的原始驱动力。这些发现拓宽了手性质子梭催化剂的使用规模，并加深了其作业机制认知。相关效果发表于J. Am. Chem. Soc.（2020, 142, 10557-10566），论文榜首作者为博士生李游。