过渡金属催化的不对称反应为手性分子的精准构筑提供了重要的合成方法。其中，手性催化剂的创制是不对称反应的研究核心，在发展新型转化方面发挥了关键作用。氮杂环卡宾（NHC）配体是强的σ-供体，能够实现稳定的金属配位；其独特的空间排列能够有效靠近金属催化中心。因此，NHC配体是金属催化中广为应用的配体。然而，手性NHC配体的开发仍然相对有限，尤其缺少优势手性NHC配体。近年来，中国科学院上海有机化学研究所施世良课题组提出了“诱导契合催化”概念，基于优势手性片段的配体设计新策略，发展了ANIPE和SIPE系列原创性手性NHC配体，并将其应用于金属催化的不对称偶联、不对称加成、不对称C-H官能团化以及不对称烯烃官能团化反应中。新型ANIPE、SIPE手性NHC配体具有大位阻、供电性强、刚柔并济等特性，可以自适应调控多种基元步骤和反应过渡态，在多种重要且具有挑战性的转化中展现优异的反应活性及选择性控制能力（Science 2023,379,662–670;Nature Catalysis2022,5,934–942;Nature Catalysis 2023,6,1087–1097;Nature Synthesis2024,3,1091–1103;Nature Synthesis 2024,3,633–642;Nature Synthesis 2025,accepted;J. Am. Chem. Soc.2019,141,14938−14945;J. Am. Chem. Soc.2019,141,5628−5634;J. Am. Chem. Soc.2021, 143,11963−11968;J. Am. Chem. Soc. 2022,144,13643−13651;J. Am. Chem. Soc.2022,144,130−136;J. Am. Chem. Soc.2025,147,3023−3031;Angew. Chem. Int. Ed.2018,57,1376 –1380;Angew. Chem. Int. Ed.2019,58,13433 –13437;Angew. Chem. Int. Ed.2021,60,5262–5267;Angew. Chem. Int. Ed.2021,60,16077–16084; Angew. Chem. Int. Ed.2023,62,e202310203; Angew. Chem. Int. Ed. 2025,e202503126;Sci. Bull.2025,70,674-682;CCS Chem. 2022,4,1169–1179;CCS Chem.2025,10.31635/ccschem.025.202505591;ACS Catal.2019,9,1−6;ACS Catal.2023,13,6068−6075;Chem. Sci.,2023,14,4390;Chin. J. Chem. 2020,38,1035-1039;Chin. J. Chem.2022,40,1813-1820; Chin. J. Chem.2024,42,2161-2165.）。
近日，这一系列工作的系统总结以题目为“Induced-Fit Chiral N‑Heterocyclic Carbene Ligands for Asymmetric Catalysis”发表在Acc. Chem. Res. 2025,DOI: 10.1021/acs.accounts.5c00304。该综述详细总结了诱导契合手性NHC配体（ANIPE和SIPE）的设计、合成及其在不对称金属（镍、钯和铜）催化反应中的应用进展，为多种手性分子的精准合成提供了简洁、高效的方法。同时，基于机理研究及DFT计算，对催化剂的高效性及高选择性的原因进行了阐述。该系列工作突破了以往围绕刚性手性骨架设计配体的固有理念，突破了构象灵活不利于手性诱导的限制，揭示了手性卡宾金属催化的新规律。柔性优势手性片段策略为新型手性配体的设计提供了新思路，“诱导契合催化”概念有望推动手性催化领域的进一步发展。本工作得到了科技部、中国科学院、国家自然科学基金、上海市科委和上海有机所金属有机化学全国重点实验室的资助。
图1. 手性卡宾金属催化
