1. 研究背景

不对称催化符合绿色化学的发展要求，是合成手性化合物的最有效方法。不对称催化已经成为当代有机化学、药物化学和材料领域的研究前沿，取得了令人瞩目的成就。

自19 世纪Fischer 开创不对称合成反应研究领域以来, 不对称反应技术得到了迅速的发展。其间可分为四个阶段:(1)手性源的不对称反应(chiralpool);(2)手性助剂的不对称反应(chi ral auxiliary);(3)手性试剂的不对称反应(chiral reagent);(4)不对称催化反应(chiral catalysis 或asymmet riccataly tic reaction)。^[1]

2001 年诺贝尔化学奖就授予了三位从事不对称催化合成的科学家 William S.Knowles、 Ryoji Noyori 和 K. Barry Sharpless，彰显这个领域研究的重要性。目前，不对称催化包括三类：过渡金属催化、 酶催化和有机小分子催化。 其中自2000 年才发展起来的不对称有机小分子催化由于具有催化剂廉价易得、 容易对手性基团进行修饰、 反应条件温和、 操作简单等优点而成为当前有机化学研究的热点领域。

2. NHC催化机理

氮杂环卡宾^[2]（ N-Heterocyclic Carbene,简称 NHC） 作为最重要的有机小分子催化剂之一，被广泛应用于有机合成中，尤其是不对称催化领域。 近年来，NHC 催化的不对称反应已在化学及相关领域得到快速发展，构筑了结构多样的官能化分子^[3]（图1），并被应用于天然产物和生物活性有机分子的合成中。这类催化剂能够被如此广泛的研究和应用，一方面是因为它具有较高的催化活性，另一方面则是可以通过合成不同类型的手性NHC来对目标产物的立体构型进行控制，在自然界中绝大多数具有生物活性的化合物与药物分子都是具有手性的，高立体选择性的构建手性中心一直以来在合成领域都是十分具有挑战性的工作，NHC在合成手性化合物取得了巨大的成功。

图1. NHC催化构建的官能化分子

NHC的催化机理十分有趣，它最早是从生物过程中发现的一类非常独特的催化剂^[4]，可以”诱降”醛类等化合物，由亲电性转变为亲核性，使其”变节”，生成Breslow中间体，从而实现羰基官能团的极性反转^[5]（图2）。在NHC催化的反应中，化学工作者主要聚焦于NHC催化醛羰基的极性反转，经过近些年的发展， 相当丰富的工作得以发表。