烯丙基化合物的1,3-烷基迁移反应是一类非常有意思的转化，此类反应可以实现复杂碳骨架的重新构筑。虽然从热力学上讲，烷基的[1s,3s]迁移反应是对称性禁止的反应；但是根据目前的报道，烷基的1,3-迁移反应可以通过连续的 C-C 键断裂和重组的途径实现。最近，普林斯顿大学的Robert R. Knowles课题组基于质子耦合电子转移策略实现了烯丙基醇的1,3-烷基迁移反应（Figure 1a）。在他们的研究中，底物醇的O-H 键可以在激发态的氧化剂和弱的Brønsted碱的联合作用下生成活性的烷氧基自由基中间体。随后，烷氧基自由基发生β-键断裂实现邻位碳碳键的断裂得到α,β-不饱和羰基化合物和烷基自由基，然后通过新的自由基共轭加成、重组得到新的碳碳键。从反应上来讲，1,3-烷基迁移的反应实现了烯酮化合物1,2-加成到1,4-加成的转化。在此项工作之前，基于Renaud课题组和Galatsis课题组的工作，Knowles课题组已经实现了环状烯丙基醇的扩环反应合成环酮类化合物。基于此，Knowles课题组又成功实现了无环烯丙基醇类底物的1,3-烷基迁移反应以及脂肪环烯丙基醇类底物的缩环反应（Figure 1b）。相关研究成果发表在Angew. Chem. Int. Ed.上（DOI: 10.1002/anie.202105285）。

（来源：Angew. Chem. Int. Ed.）

作者首先提出了如下的反应机理（Figure 2），首先，三价铱催化剂在光照条件下被激发为激发态的铱催化剂。激发态的铱催化剂氧化对甲氧基取代的烯丙基底物得到烯丙基自由基中间体I，然后，其在Brønsted碱的作用下得到关键的烷氧基中间体II。自由基类型的烷氧基中间体经历C-C键断裂得到烷基自由基以及α,β-不饱和酮。烷基自由基以及α,β-不饱和酮发生自由基的共轭加成生成新的碳碳键以及亲电类型的α-酰基自由基IV。最后，IV经过能量转移和电子转移的过程得到目标产物1a同时三价铱催化剂循环再生。

（来源：Angew. Chem. Int. Ed.）

接下来，作者在之前发展的光催化环状烯丙基醇扩环反应条件的基础上，对反应中用到的Brønsted碱以及反应溶剂进行了优化（Table 1）。研究发现，2,4,6-三甲基吡啶为此类反应最优的碱、三氟甲苯是反应最优的溶剂剂，反应结束之后可以得到95%收率的目标产物。此外，反应在无可见光或者无光敏剂的条件下无法进行。

（来源：Angew. Chem. Int. Ed.）

接下来，作者对烯丙基醇的底物适用范围进行了研究（Table 2）。值得注意的是，除了三级烯丙醇类底物，二级烯丙醇（12-16）也能够发生此类反应。对于芳基烷基取代的烯丙基醇，碳碳键断裂反应选择性发生在烷基一侧。此外，作者对各种衍生的烯丙基醇进行了底物适应性研究，都可以得到烷基迁移的产物。有意思的是，作者还对环状烯丙基醇类化合物进行了底物适用性研究（25-30），反应结束之后可以得到缩环的产物或者碳骨架重排的产物。

（来源：Angew. Chem. Int. Ed.）

最后，作者发现，添加量苯基乙烯基酮（PVK）的加入可以提高目标化合物的生成速率和产率（scheme 1）。通过对反应条件的改变，6a、8a、10a、17a和22a的产率都有不同程度的提高。

（来源：Angew. Chem. Int. Ed.）

总结：Knowles课题组继实现了光催化环状烯丙基醇的扩环反应合成环酮类化合物之后，通过反应条件的改变，实现了光催化烯丙基醇的1,3-烷基迁移反应,高效地合成了一系列链状和环状酮类化合物。