硅手性有Si–O键的化合物已应用于候选药物，光学活性材料以及手性配体，同时由于易转化而格外受到关注。因此对该类骨架的高效构建显得尤为重要。最理想的是通过二氢硅烷的不对称（硅）醇解或水解来构建，然而报道集中于用贵金属催化不对称构建硅氧烷或硅醚。二氢硅烷的催化不对称羟基化构建硅手性的硅醇还有待开发。

廉价金属铜已应用于硅烷的烷氧基化反应，然而铜催化不对称的非手性（硅）醇的（硅）烷氧基化或羟基化反应仍然未知。该反应的挑战性主要在于两点：1）在Cu–O和Si–H键的σ键复分解四元环过渡态中，L*Cu和Si处于对角线位置，远距离的硅手性控制极具挑战；2）在σ键复分解中，Cu(I)最多两齿配位，很难实现紧凑的手性控制口袋。尽管利用Cu(II)可以多齿配位，但在氢硅烷存在下会还原到Cu(I)。

近年来，南方科技大学刘心元教授团队报道了一系列基于单电子转移的铜/手性阴离子多齿配体催化剂（Acc. Chem. Res., 2020, 53, 170; Nat. Chem., 2019, 11,1158; Nat. Chem., 2022, DOI: 10.1038/s41557-022-00954-9; Nat. Catal., 2020, 3, 401; Nat. Catal., 2020, 3, 539; J. Am. Chem. Soc., 2020, 142, 9501; J. Am. Chem. Soc., 2020, 142, 19652; J. Am. Chem. Soc., 2021, 143, 15413; J. Am. Chem. Soc., 2022, 144, 6442等）。在这些报道中，烷基卤代物会通过单电子转移将Cu(I)氧化到Cu(II)。近日，南方科技大学刘心元教授、顾强帅研究副教授与美国科罗拉多大学丹佛分校汪小泰教授合作，在上述研究基础上利用烷基卤代物作为单电子氧化剂，通过单电子转移持续不断地将Cu(I)原位氧化成Cu(II)，并利用在前作中开发的手性N,N,P三齿配体，克服了上述挑战，实现了σ键复分解中对硅手性的控制，率先实现了铜催化的二氢硅烷的不对称羟基化反应，构建了丰富多样硅手性的硅醇，并衍生化构建了一系列硅手性的骨架化合物（Scheme 1）。

机理研究表明，自由基捕获实验证实了烷基自由基的生成，但反应的效率以及对映选择性几乎没受到影响。这说明生成的烷基自由基从二氢硅烷攫氢不可行。当量实验证明了Cu(II)物种是活性催化剂。初步的理论计算也支持Cu(II)介导的σ键复分解反应。非线性效应研究显示，对映选择性步骤中铜和配体是1/1的摩尔关系。因此推测反应是在碱的条件下首先形成L*Cu^I，然后与烷基溴化物发生单电子转移生成L*Cu^II–Br，随后在碱的存在下发生水解生成L*Cu^II–OH活性物种。该物种与二氢硅烷发生σ键复分解反应，高对映选择性地得到目标产物，同时产生的L*Cu^II–H在碱和L*CuII–Br的共同作用下重新生成L*Cu^I，完成催化循环（Scheme 2）。

该工作中，刘心元教授、顾强帅研究副教授、汪小泰教授合作团队基于开发的手性N,N,P-三齿阴离子配体，并引入烷基卤代物作为单电子氧化剂，实现了高对映选择性的Cu(II)催化的二氢硅烷的不对称羟基化反应，高效构建了硅手性的硅醇，并衍生化获得了一系列硅手性的骨架化合物。该发现不仅提供了实用的合成工具以促进硅手性有机硅化学的发展，而且打开了探索Cu(II)介导的对映选择性氢硅烷转化的大门。