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酶立体选择性通常是大多数化学催化剂无法比拟的，尤其是在小底物的转化中。根据“锁匙理论”，酶具有有限的活性位点以适应其特定的反应底物，这是化学催化剂通常不具备的特征。在这种情况下，一个有趣的例子是从酮和 HCN 形成氰醇，因为该反应可以由各种类型的催化剂催化，包括生物、无机和有机催化剂。2022年5月4日，德国马克斯普朗克煤炭研究所Benjamin List及香港中文大学成贵娟共同通讯在Nature在线发表题为“Organocatalytic stereoselective cyanosilylation of small ketones”的研究论文，该研究报告了广泛适用的受限有机催化剂的开发，用于芳香族和脂肪族酮的高度对映选择性氰基化，包括具有挑战性的 2-丁酮。对其药学相关产品获得的选择性（98:2 对映体比 (e.r.)）是任何其他类型的催化剂（包括工程生物催化剂）无法比拟的。该研究结果表明在转化小的、无偏的底物方面，可以设计出与酶一样具有选择性的受限化学催化剂，同时仍然提供广泛的催化范围。总之，该研究表明，设计合理的手性酸和受限酸可以催化芳香族和脂肪族酮（包括极具挑战性的 2-丁酮）的不对称氰基化反应。该研究工作可以鼓励化学家创造出可以与酶观察到的显著且有时是极端的选择性相媲美的催化剂。最后，该研究的方法有望用于天然产物和药物的合成。
酶在其底物上识别时表现出的辨别力是独一无二的。通常，甚至只接受单一基团。通常由酶实现的区域选择性、非对映选择性和对映选择性为化学家创造完美催化剂提供了灵感。鉴于酮取代基的相似空间体积，例如，用它们相应的 A 值（Me 1.74，Et 1.75）表示，这种立体选择性过程代表了一项艰巨的任务。尽管已经描述了以高对映选择性将 2-丁酮还原为相应醇的酶和铱络合物，但碳亲核试剂的亲核加成通常会产生较差的结果。值得注意的是，这种特殊氰醇的水解产物 2-羟基-2-甲基-丁酸是三种已上市药物beclobrate, clinofibrate和对甲二酮中所含的特殊药效团。此外，(S)-对映异构体用于制备 COX-2 抑制剂和 PPAR 激动剂，而 (R)-对映异构体构建几种具有生物活性的天然产物的骨架或侧链。到目前为止，只有羟基腈裂合酶 (HNL) 在 2-丁酮的不对称氢氰化中取得了令人满意的结果，当使用工程化酶 LuHNL 时，最大对映选择性为 93.5:6.5（87% 对映体过量） 。羰基化合物的催化不对称氰基硅烷化（图源自Nature ）先前开发的手性硫脲有机催化剂和手性salen钛络合物对这种重要底物的对映控制量很少。研究人员受到最近关于使用强和受限的酸催化剂来控制困难的底物和反应的研究的启发：例如，已经证明乙醛烯醇硅烷仅与另一种醛反应一次，具有高对映选择性，在这种受限的亚氨基二亚磷酸酯 (IDPi) 催化剂存在下。有了这些结果，证明了受限催化剂可以显示的控制，以及硅离子不对称反阴离子定向催化（Si-ACDC）的基本催化原理，研究人员推断定制的、强大的、甚至可能更受限的硅-IDPi有机催化剂可以实现靶向2-丁酮的高度对映选择性氰基化。该研究报告了广泛适用的受限有机催化剂的开发，用于芳香族和脂肪族酮的高度对映选择性氰基化，包括具有挑战性的 2-丁酮。对其药学相关产品获得的选择性（98:2 对映体比 (e.r.)）是任何其他类型的催化剂（包括工程生物催化剂）无法比拟的。总之，该研究结果表明，在转化小的、无偏的底物方面，可以设计出与酶一样具有选择性的受限化学催化剂，同时仍然提供广泛的催化范围。总之，该研究表明，设计合理的手性酸和受限酸可以催化芳香族和脂肪族酮（包括极具挑战性的 2-丁酮）的不对称氰基化反应。该研究工作可以鼓励化学家创造出可以与酶观察到的显著且有时是极端的选择性相媲美的催化剂。最后，该研究的方法有望用于天然产物和药物的合成。https://www.nature.com/articles/s41586-022-04531-5
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