芳香基團廣泛存在于天然產物、藥物分子和聚合物材料中，芳香族化合物的選擇性官能化反應一直是化學家們的研究熱點，例如過渡金屬催化的C(sp2)-H鍵活化和芐基的C(sp3)-H鍵活化是目前具有代表性的方法。除了過渡金屬催化，有機分子催化在芳香族化合物的選擇性官能化反應中也占有重要的地位，例如MacMillan等人發展的光氧化還原催化劑參與的自由基反應以及Melchiorre等人發展的胺介導的反應。氮雜環卡賓（N-heterocyclic carbene，NHC）是有機催化反應的一個研究熱點，廣泛用于活化醛、酯等底物，然而這些反應基本集中于使用非芳香族、非環狀底物中的碳原子作為反應的活性位點。芳香醛到目前為止基本還局限在benzoin類型的反應中。2013年來自新加坡南洋理工大學的池永貴（Yonggui Robin Chi）教授報道了NHC催化的吲哚醛類底物芐位的C(sp3)-H鍵活化，然而到目前為止簡單的無雜原子取代的芳香醛（如苯甲醛）的活化仍然具有挑戰性。
最近，池永貴教授與同事Hajime Hirao教授等人在Nature Communications 上報道了NHC催化的簡單水楊醛類底物在氧化條件下的不對稱官能團化反應，反應首先通過NHC誘導羥基發生遠程活化/去芳構化得到中間體I，隨后去質子得到o-QMs中間體，并在脲的參與下與三氟苯乙酮類底物發生不對稱[4+2]反應。
作者首先選擇水楊醛1a和三氟苯乙酮2a作為模板底物對反應條件進行篩選。在催化劑C1或C2的作用下，以中等到良好的產率得到產物3a，但產物的對映選擇性很差。作者隨后篩選了幾種共催化劑，最后發現當使用脲A3作為共催化劑時，能以99%的核磁共振氫譜產率和94/6的對映選擇性得到產物3a。作者嘗試降低催化劑C2的負載量到5%，反應的產率（99%分離產率）和對映選擇性（94/6 er）依然不受到影響。當作者嘗試用THF作為反應溶劑時，雖然產率很高，但是產物的對映選擇性大幅度下降。
在最佳條件下，作者首先固定三氟苯乙酮2a作為模板底物，考察水楊醛類底物苯環上的取代基對反應結果的影響。從結果可以看出，苯環取代基的位置和電性對反應影響很小，都能以優秀的產率（84-99%）和對映選擇性（90/10-97/3）得到目標產物（3a-3p）。
作者隨后固定5-甲基水楊醛作為模板底物，考察三氟甲基酮類底物對反應的影響。從結果可以看出，當使用芳香三氟甲基酮作為底物時，變換苯環上取代基的電性及位置，反應均可以很好地兼容，都能以優秀的產率（94-99%）和對映選擇性（93/7-98/2）得到目標產物3q-3x。芳香雜環取代的三氟甲基酮類底物也能以良好的產率（75%）和對映選擇性（89/11）得到產物3y。令人感到欣喜的是，反應性較差的烷基取代的三氟甲基酮類底物也能很好地參與反應，以中等的產率和對映選擇性得到產物3z和3za。
為了研究反應的機理，作者進行了詳細的理論計算。通過計算發現，當反應在無共催化劑脲參與時，環化反應分兩步進行，第一步發生環化，第二步發生催化劑離去。此外通過計算發現，脲與o-Ms部分的氧形成氫鍵，而不是與三氟甲基酮的氧形成氫鍵。
為了證明反應的實用性，作者還進行了反應的應用研究。首先對產物3b進行了克級規模的制備，從結果可以看出，催化劑的用量降低到1%，依然以優秀的產率（98%）和對映選擇性（96/4）得到產物。此外，通過使用無機氧化劑二氧化錳，有機氧化劑DQ的量可以降低到10%。
作者對合成的產物進行了體外生物活性研究。他們選擇了能引起植物感染的細菌和真菌作為研究對象，從圖7的初步結果可以看出，該類手性化合物具有明顯的抗Eggplant Verticillium、Phytophthora infestans 和Fusarium oxysporum 活性。
——總結——
池永貴教授與Hajime Hirao教授等人報道了NHC催化的芳香醛的活化反應，高效實現了水楊醛類底物酚羥基的不對稱官能團化反應。共催化劑脲與NHC協同作用極大地提高了產物的對映選擇性。此外，該反應放大到克級規模只需要1%的催化劑負載量，具有較好的應用前景。初步研究表明該類產物具有良好的抗細菌和真菌活性。
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