2023年，一项由Andrew Smith博士主导的突破性研究改写了[1,2]-Wittig重排反应的历史。Smith博士当时是巴斯大学的Matt Grayson团队成员。他们发现了一种方法，通过手性双功能亚氨基磷烷催化剂，将难以控制的[1,2]-Wittig重排转化为具有高度对映选择性的可靠过程。这一成果不仅给科学家们带来了巨大惊喜，还为三级醇的立体选择性合成提供了全新途径。维蒂希重排反应，以德国化学家格奥尔格·维蒂希的名字命名，是一类广泛应用于复杂分子构建的σ迁移反应。其中，[1,2]变体长期以来被视为难以捉摸的“异类”，因为它被认为无法通过明确的过渡态进行协同反应。Smith博士解释说：“[1,2]-重排反应是被禁止以协同方式发生的。”因此，它的立体化学控制一直非常困难。为了克服这个难题，Smith团队巧妙地设计了一条新的反应路线。他们通过在烯烃末端添加位阻基团来抑制[2,3]-重排的发生，从而诱导[1,2]-重排的发生。“起初我们以为这会奏效，”Smith回忆道，“但结果远超出了我们的预期。”通过这种方式，他们成功地将难以驾驭的自由基过程转变为了精确可控的催化过程。这一过程不仅形成了碳-碳键，还同时构建了立体中心。与经典的Wittig烯烃化反应不同，Wittig重排反应将基团从氧转移到碳上，生成具有新手性中心的三级醇。然而，由于传统上认为该过程通过高活性中间体进行，控制其立体结果一直是一个巨大挑战。为了全面理解这一新过程的机理，研究团队依赖于计算分析。牛津大学的Fernanda Duarte评价道：“作者提供了强有力的机理证据来支持他们的提议。”Grayson补充说：“计算分析没有发现任何自由基途径的证据。”这一发现彻底颠覆了学术界对该反应的传统认知。最终产物的对映体比率高达97:3。这种非凡的保真度来源于一个优雅的反应级联：手性双功能催化剂首先引导精确的[2,3]-σ迁移重排确定分子手性；随后是碱驱动的裂解-重组步骤完成最终产物的形成。Fernanda Duarte认为这项工作超越了一种变通方法。“它代表了化学家对重排途径理解的概念性扩展。”她指出要更全面地理解这些重排反应需要更好地整合合成、动力学和计算方法。Duarte强调了经典物理有机推理和机理工具在机器学习时代的不可或缺性。“这些‘异常值’和意想不到的结果使我们能够进入化学空间和新产品的新领域。”2024年《先进合成与催化》期刊刊登了关于手性双功能催化剂的文章。该催化剂结合了路易斯酸和路易斯碱的特性，能够同时活化反应物降低活化能从而提高反应速率和选择性。圣安德鲁斯大学和巴斯大学的研究者们把这项研究成果发表在了《有机化学杂志》2023年的某一期上。他们利用这一发现实现了对映富集的三级醇高效合成，这一成果受到了广泛关注。Smith团队的发现证明了即使是被认为难以驾驭的自由基过程也可以被精确控制从而转化为可靠的立体化学构建方法。这种全新的策略给合成化学领域带来了巨大的变革。