由于独特的界面微环境能够修饰过渡态，水相微液滴界面上的催化反应可能与体相水中的反应显著不同。
然而，当前微液滴化学的研究主要集中于反应加速或未来放大，对其催化选择性的提升，特别是立体选择性的提升，仍处于起步阶段。
在本文中，作者发现将手性有机催化剂定位于 Pickering 乳液的水-油界面，可同时大幅提升反应速率和对映选择性。
受天然金鸡纳生物碱驱动的非对称 Mannich 反应和 L-脯氨酸催化的 Aldol 反应启发。
基于 Pickering 乳液的界面体系相比其均相有机和两相体系，催化效率分别提高了 1.94–2.22 倍和 2.37–3.74 倍，目标对映选择性分别从 26–60% ee 和 64–88% ee 提高到 94% ee 和 99% ee。
有趣的是，活性和手性增强显著依赖于液滴尺寸。
通过分子动力学（MD）模拟和密度泛函理论（DFT）计算，从分子层面进一步阐明了这些速率和对映选择性提升的起源。
本研究提出了一种高活性、高立体选择性的水相催化体系的新范式，为获得光学活性化合物提供了示范性途径。
图1：不同水相不对称催化体系的示意图，包括“on-water”均相催化、微流控液滴技术以及本研究的 Pickering 乳液体系。
图2：(a) 有机催化剂锚定中空二氧化硅纳米球及其相应 Pickering 乳液的制备流程示意图。(b–d) HSN-SH、HSN-CD 与 HSN-LP 的透射电镜（TEM）图像。(e) HSN-CD 的元素分布图（C、Si、O、N、S）。(f) 固态 13C CP/MAS NMR 谱图。(g) 热重分析（TGA）曲线。(h1, h2) N2 吸附-脱附等温线与 BJH 孔径分布。(i1–i4, j1–j4) HSN-CD 与 HSN-LP 稳定 Pickering 乳液的光学显微镜及荧光共聚焦显微图（插图为粒径分布图；水相用 FITC-Dextran 染色，二氧化硅乳化剂用罗丹明 B 标记）。
综上，作者提出并验证了一种“Pickering 乳液界面定位”策略：将手性有机催化剂（金鸡纳生物碱或 L-脯氨酸）共价锚定在空心二氧化硅纳米球表面，利用该纳米球作为乳化剂，在水-油界面形成 Pickering 微液滴。
反应速率显著提升（Mannich 反应 TOF 提高 1.94–2.22 倍，Aldol 反应提高 2.37–3.74 倍）。
对映选择性大幅提高（Mannich 产物 ee 由 26–60% 升至 94%，Aldol 产物 ee 由 64–88% 升至 99%）。
通过调节液滴尺寸可精准调控活性与选择性，催化剂可循环 9 次以上活性无损，易于分离回收。
实验与理论计算共同揭示：水-油界面处的氢键网络、疏水效应和受限微环境改变了过渡态结构，是速率与立体选择性“双增强”的根源。
本研究为“水介质-微界面”不对称催化提供了范式，有望在药物、农药及精细化学品的绿色制造中发挥重要作用。
