近几十年来，碳碳、碳氧和碳氮双键的不对称氢化成为建构有机分子手性中心的最有效的方法之一，并被广泛应用于药物分子的合成与工艺生产中。2001年诺贝尔化学奖的一半就授予了Noyori和Knowles以表彰他们在不对称氢化反应的研究对化学界做出的杰出贡献。无诱导功能团修饰的四取代非环烯烃的不对称氢化，由于分子固有的反应惰性和极大位阻，是有机催化界公认的难题之一，迄今悬而未解。最近，美国生物制药公司基因泰克工艺化学部门和瑞士罗氏制药催化中心，瑞士巴塞尔大学Pfaltz教授，还有美国伊利诺伊大学Denmark教授联手，终于攻克了这一难题。基因泰克合作团队选择了四取代非环烯烃(E)-2a作为原始底物，在最初筛选的几十个铱配体催化剂中发现一个相对有效的Ir-PHOX催化剂(S)-1a。他们随后进行的大量的配体修饰和催化剂结构活性关系的研究，最终发现了催化剂(R)-1o。在他们的优化条件下，底物(E)-2a的不对称氢化达到了>99%产率，98:2的非对映体选择性（dr）和98:2的对映体选择性（er）。
图片来源： Angew. Chem. Int. Ed.催化剂(R)-1o 可以广泛应用在多种不同的底物的不对称氢化反应上，绝大部分反应达到了>95%产率，>90:10的非对映体选择性（dr）和>95:5的对映体选择性（er）。该反应同时可以兼容多种功能团，比如Cl、TMS、Bpin、NHCOCF3、OAc、CO2Me、OTIPS 和 OBn等。
图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.基因泰克合作团队同时运用了同位素（氘）标记，动力学同位素效应和DFT量子计算进行了相关的机理研究。他们的机理研究显示该不对称氢化反应主要涉及的是一个IrIII/IrV催化循环。根据Curtin–Hammett原理，对映体选择性（er）取决于不同面向的氢负离子转移和氧化加成的相对能垒差。实验观察到的er和计算结果吻合一致。关键中间体Ir-III同样可以参与一个竞争性的次要催化循环，通过β-氢负离子消除产生中间体Ir-IV，然后经过Ir-复合物离解和择面再配位，氧化加成和还原消除，最终产生微量的非对映体产物。
图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.这一成果最近发表在Angew. Chem., Int. Ed.上，文章的通讯作者是罗氏催化中心研究员Raphael Bigler博士、基因泰克工艺化学首席研究员张海明博士和总监Francis Gosselin博士。
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