今天给大家介绍的文章是最近发表在JACS上的Chiral Primary Amine/Ketone Cooperative Catalysis for Asymmetric α‑Hydroxylation with Hydrogen Peroxide，作者报道了一种使用过氧化氢/手性伯胺/酮协同催化的β-羰基化物的具有高立体选择性的不对称α-羟基化反应，并进行了机理研究。文章的通讯作者是清华大学的张龙和罗三中教授。
氨基催化是羰基化合物转化过程中最基本的活化方式。过氧化氢作为一种绿色氧化剂，活性氧含量最高，且相对安全，唯一的副产物为水，因此H2O2对映选择性的C-H键羟基化被认为是最直接且原子经济型的氧化策略之一。然而，实现此反应仍然是一个巨大的挑战，为了在温和的条件下调节活性和立体选择性，需要将H2O2活化成更亲电的物种（图1），到目前为止仍未实现对映体选择性的反应。本文报道了一种使用过氧化氢/手性伯胺/酮协同催化的β-羰基化物的不对称α-羟基化反应（图2），反应具有较高的立体选择性，作者使用理论计算方法对此反应进行了机理研究。
作者首先对于反应条件以及催化剂结构进行了广泛的筛选。（图3）从实验结果来看，不加入3a以及催化酸都会使得产率降低，而不加入4a会使得反应时间大幅延长。加入的催化酮的活性越高，其催化效果越好，而加入的手性胺中需要有仲胺结构。作者最终选择了3a、4a和过氧化氢作为反应催化体系。
作者随后进行了底物拓展，不同结构的β二酮结构均能进行产率较高，立体选择性较高的α羟基化反应。对于环酮结构，此催化体系的适用性较差。作者之后也在酯基处引入了常见的生物分子结构，此催化体系依然取得了较好结果。（图4）
作者最后对于此体系进行了机理探究。他首先使用同位素标记证明了α羟基氧源自于过氧化氢中的活性氧，并且使用ESI(+)-MS以及CID（碰撞诱导分离）技术检测到了预想的亚胺9a以及中间体IV。通过动力学测试，得到了反应对于胺和外加酮均为一级反应，综合以上信息作者提出了反应催化循环。（图5）作者同时使用DFT计算也证实了3a与4a的反应具有最高的活化能，为20.9 kcal/mol。
综上所述，作者报道了一种使用过氧化氢/手性伯胺/酮协同催化的β-羰基化物的不对称α-羟基化反应，反应具有高活性以及立体选择性，提供了一种新的有机催化策略活化过氧化氢，进行绿色高效氧化反应。
