4-羟基香豆素及其衍生物是一类结构独特且具有广泛生物活性的芳香化合物，其不仅普遍存在于天然产物中，也广泛应用于农药/医药中间体的合成。由于4-羟基香豆素存在三种酮-烯醇互变异构体，如何实现其C/O的区域选择性反应一直是合成化学家的面临的挑战之一。使用传统策略（即卤代烃/碱），通常会得到O-和C3-烷基化混合物，以及/或C3-双烷基化产物。酸促进下4-羟基香豆素类衍生物和缺电子烯烃的Michael加成反应的是实现其C3-选择性烷基化的另一方法。然而，由于极性不匹配，非活化烯烃无法发生加成反应。

鉴于4-羟基香豆素的特殊结构，作者设想，烯醇单元被单电子氧化后会形成被两个羰基稳定的亲电性碳自由基，利用该碳自由基就有可能实现与非活化烯烃的加成反应。在此前利用双重氢原子转移策略实现非活化烯烃氢烷基化反应（J. Am. Chem. Soc. 2021, 143 11251）的研究基础上，上海交通大学叶俊涛课题组使用光催化芳烃氧化的策略，成功实现了非活化烯烃的氢芳基化反应，从而发展了一种选择性高且普适性好的4-羟基香豆素的C3-烷基化方法。此外，通过改变光催化剂，作者还实现了烯烃氢芳基化-[2+2]环加成串联反应，一步高效地合成了一系列传统方法较难合成的环丁烷稠合的五环化合物。

作者首先使用江智勇教授课题组发展的DPZ [5,6-双(5-甲氧基噻吩-2-基)吡嗪-2,3-二碳腈]为光敏剂，考察了烯烃氢芳基化反应的底物适用范围。非活化烯烃（包括环内烯烃、环外烯烃和三取代烯烃等）和活化烯烃（苯乙烯以及富电子芳烃）均能表现出较好的反应性。结合自由基捕获，荧光淬灭和循环伏安法等实验结果，作者提出了光催化剂氧化4-羟基香豆素，产生芳基自由基的可能机理。

当光敏剂换成Ir[dF(CF₃)ppy]₂(bpy)PF₆后，烯烃氢芳基化-[2+2]环加成串联反应亦能表现出不错的收率和较好的官能团兼容性。此外，生成的环丁烷稠合产物可以在哌啶的催化下发生开环，生成色满-2-酮衍生物。通过一系列机理研究实验，作者证实了[2+2]环加成步骤是通过能量转移机理进行的。

综上所述，叶俊涛课题组利用光催化芳烃氧化策略，以4-羟基香豆素为芳基化试剂，实现了活化和非活化烯烃的氢芳基化反应。该方法底物范围广，反应条件温和，避免了以往研究中常见的副反应。此外，通过简单地切换光催化剂，便可得到各种环丁烷稠合的五环化合物。作者期望该方法能够在药物化学中发挥合成价值，并加速发现更多具有生物活性的4-羟基香豆素衍生物。