碳正离子是有机合成中多用途中间体，可用于官能团化和构建分子骨架。碳正离子具有很高的反应活性，且具有平面结构，导致其与亲核试剂反应的S_N1过程常常得到消旋化的产物。

图1 伯胺催化产生 α-亚胺碳正离子

罗三中团队长期关注于研究手性氨基催化的不对称反应。团队注意到，因伯胺的氮上较之仲胺多一个质子，其形成的烯胺经历单电子氧化（SET）后，能通过失去一个质子的方式形成氧化电位更低的α-亚胺自由基中间体。团队因此设想利用手性伯胺催化与电催化结合的方式，实现羰基α-位的极性彻底反转，得到高活性的α-亚胺碳正离子中间体（图1）。

团队以α-支链醛为底物，与手性伯胺结合后，经历阳极氧化，得到α-亚胺碳正离子（图2）。得益于催化剂上的烷基结构，所得α-亚胺碳正离子外围存在局部非极性环境，即使在充满着电解质阴阳离子干扰的条件下，也能保证良好的对映选择性控制能力。团队成功实现了氧、硫、碳、氮中心亲核试剂与其的不对称S_N1反应。该策略同样适用于具有复杂结构的底物醛与亲核试剂。

图2 电催化产生的α-亚胺碳正离子的S_N1型不对称转化

团队提供了电氧化生成 α-亚胺碳正离子的实验证据。团队首先通过控制实验排除了自由基偶联路径和S_N2反应路径。随后通过动力学测试发现反应初速率与苄醇浓度呈零级，符合碳正离子的动力学特征。此外还利用电喷雾质谱具备弱氧化能力的特性，实现了原位生成并表征 α-亚胺碳正离子，证明了这一中间体的存在。DFT 计算的结果说明了该反应手性控制模式为氢键诱导作用，并且E-构型的α-亚胺碳正离子较之Z-构型能量更低，并成功给出了与实验值相吻合的预测值。

近期，相关研究以“Enantioselective S_N1-type reaction via electrochemically generated chiral α-Imino carbocation intermediate”为题发表在Nature Communications上。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-50945-2