要实现立体化学控制，我们首先应该了解羟醛缩合反应的具体机理。一般的羟醛缩合反应会产生两个立体中心，也就是四种产物，除了两对对映体之外其余之间都是非对应异构体关系。那么反应过程中到底是哪些立体因素分别影响了这两个手性碳的构型呢？在正式介绍手性辅基之前，我们先介绍一个广泛接受的Zimmerman-Traxler过渡态模型。

Zimmerman-Traxler模型认为羟醛缩合反应发生时烯醇锂盐会与受体醛发生配位，形成一个椅式六元环过渡态。以丁酮与苯甲醛缩合的反应为例，我们先假设烯醇盐双键为Z构型，且苯甲醛（蓝色）在前，烯醇盐（红色）在后（注意因为双键是Z构型的，因而末端甲基只能放在直立键上；另外苯基位于平伏键更稳定）。随后得到产物，此时产物构型为(3S,4S)，是syn构型（将主链画成锯齿结构，3、4号位的取代基均位于纸面前方或者后方）产物。

我们试一试交换烯醇和醛的前后关系，可以发现产物两个手性中心构型均发生了变化，形成(3R,4R)构型产物，是前述情况的对映体，但仍然是syn构型产物。由此我们知道烯醇和醛的前后关系不同导致了对映异构体的产生。而在非手性的环境下两种情况发生的概率一定是各占50%（就如同平面化的碳正离子两侧被进攻概率相同一样），因而该反应产物一定是外消旋体。事实上任何反应都有类似的性质，在没有不对称诱导的情况下，旋光性是不能自发产生的。

接着我们来用E构型的烯醇盐进行分析。仍然将苯甲醛摆在前方，而烯醇盐位于后方。道理相同，由于双键为E构型，甲基只能位于平伏键。此时产物构型为(3R,4S)，是anti构型（两个取代基分别位于纸面前方和后方）的产物。与之前第一种情况相比，只有甲基所在碳的构型发生了变化。同样的，我们可以交换两者前后关系，与前述情况相同，这将会得到其对映体，读者可以尝试自己画一画，此处不再详述。

讨论完前两种情况，我们知道烯醇盐和醛的前后关系变化可以同时改变两个手性碳的构型，形成对映体；而烯醇双键的构型变化则只会改变产物羰基α碳的构型。而且在过渡态中苯基位于平伏键的情况下，Z构型的烯醇双键对应syn构型产物，E构型的双键则对应anti构型的产物。其实我们也可以画出在过渡态中苯基位于直立键的情况，这样会导致羟基碳的构型发生变化；但椅式六元环的性质已经决定了苯基位于平伏键更稳定，所以这相当于羟基碳的立体化学已经得到了一定程度控制。

总结一下，烯醇双键的构型、过渡态中烯醇盐和醛的前后关系以及过渡态中醛基取代基（苯基）的a/e键，这三者共同决定了产物手性碳的绝对构型。其中苯基的a/e键由于椅式过渡态的本身性质，已经得到了控制，那么只要有办法控制双键构型以及前后关系，就可以得到绝对构型确定的产物，实现反应的立体选择性。

那么Evans辅基是如何对另外两个立体因素实现控制的呢？下面将详细介绍。
Evans课题组开发了一系列的手性恶唑烷酮类化合物，这类化合物可以形成酰胺从而成为手性辅基。我们以异丙基取代的辅基为例进行分析。

这一类酰胺被碱去质子化形成烯醇盐后，便成为α位带有手性辅基的烯醇盐；且辅基的羰基将与金属离子配位，使得该体系的构象固定，碳氮键不再任意转动。需要注意的是，如果形成E构型的烯醇盐，则甲基与异丙基将会产生张力（A1,3张力，看似很远，其实很近哦），是不稳定的（过渡态能量高），因而拔氢过程主要生成Z构型的烯醇盐。这里就体现了Evans手性辅基的第一个作用：控制烯醇盐的双键构型。

接下来的过程是醛与金属配位，形成我们之前讨论过的Zimmerman-Traxler过渡态。如图，以图示的视角观察这个过渡态，我们发现异丙基是伸向纸面后侧的，因而苯甲醛从前方靠近形成椅式六元环是更加有利的过程，从后方靠近则会与异丙基产生张力。由此引出Evans辅基的第二个作用：控制烯醇盐与醛的前后关系。

此时过渡态中三个决定性的立体因素都已被确定，因而选择性地生成单一构型的产物（这个例子构型是2S,3S）。之后将手性辅基（以XN表示）还原脱除，即可得到羟醛缩合产物。

我们知道这个羟醛缩合反应是碱性条件下发生的，而酮类化合物容易在碱性条件下发生互变异构，使得α位的构型发生改变；但是Evans辅基却可以避免这一过程的发生。如图所示，借用一张Evans课件中的图片，产物为了避免A或者C构象中的A1,3张力，碳氢键只能采取一种与羰基处于反式共平面的位置，而这个碳氢键轨道无法与羰基π键共轭，也就无法被消除，从而避免了烯醇互变。这里便体现了Evans辅基的第三个作用：防止产物消旋。

机理部分到此也就结束了。这里我们只讨论了比较简单的一种类型的手性辅基，其实Evans辅基还有好多种，除了结构不同之外采用的试剂也是多种多样。例如我们也可以采取烷基硼化物（如Bu2BCl）作为路易斯酸来代替锂离子。硼原子四配位即饱和，无法再与手性辅基配位；这时四配位硼与辅基的羰基氧之间会产生负电荷排斥，使得辅基转动至羰基氧远离配位中心。由此造成的选择性的变化，读者不妨自己分析一下；若对此感兴趣可以自行查阅相关文献进行深入学习。

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