贵州大学池永贵教授团队致力于在有机合成方法学和绿色农药研发生产领域开展原创性工作。在方法学方面，该团队系统设计发展了氮杂环卡宾（NHC）催化的新型活化模式及合成策略，并用于医药农药功能分子的快速构建。近日，该团队报道了NHC催化的酰基硅烷和N杂芳香醛之间的不对称Brook-Benzoin反应，立体选择性地构建吲哚和咔唑衍生的α-硅氧基酮类化合物。通过对模型反应的条件优化，以及对反应底物的普适性研究，作者可通过此方法立体选择性地合成40余种高光学纯度的手性吲哚/咔唑α-硅氧基酮类化合物（图1）。

一方面，在针对反应催化剂与产物光学纯度的线性关系研究中发现，一分子NHC催化剂在反应立体选择性的决速步骤中仅与一分子反应底物产生相互作用（图2a）。同时，通过DFT计算发现，酰基硅烷与吲哚-7-甲醛两种反应底物对于NHC催化剂的亲和性存在差异（图2b）。吲哚-7-甲醛2a与NHC催化剂发生共价结合的能垒（G = 10.41 ~ 15.81 kcal / mol）远高于酰基硅烷1a与NHC催化剂的共价结合能垒（G = 8.80 kcal / mol）。因此作者认为，NHC催化剂在该反应中选择性地活化了酰基硅烷类底物。

另一方面，为了验证反应中是否存在硅正离子的游离脱除，作者进行了多项控制实验探索。首先，在1l和2a的反应体系中加入潜在的游离硅正离子供体11或者12，结果并未发现有交叉产物3a生成（图2c）。其次，利用含有手性硅基团的酰基硅烷1n与底物2a反应，所得到的目标产物13具有单一非对映选择性（dr > 19:1，图2d）。最后，通过原位核磁显示，在反应过程中并未发现与苯甲醛安息香缩合过程相关的原料、中间体与产物形成，也未发现化学计量的新硅基产生。因此，在排除原位产生苯甲醛与底物2a之间Benzoin反应的可能性后，作者认为该反应历程确为NHC催化的酰基硅烷与醛之间的不对称Brook-Benzoin反应。

最后，作者对目标产物在新农药杀菌剂创制中的研究应用进行了初步探索（图3）。化合物3a可以通过简单转化，引入多种潜在农药活性基团，并以较高收率和立体选择性获得多种功能分子（如化合物14 ~ 18）。作者将所有制备得到的手性α-羟基酮类衍生物进行了抗猕猴桃溃疡病菌（Psa）离体活性测试，结果显示有14种含有吲哚/咔唑片段的手性α-羟基酮衍生物具有优于商品农药杀菌剂“噻菌铜”和“叶枯唑”的抑制效果。