不饱和酮普遍存在于天然产物和药物相关分子中，在有机合成中也经常作为通用的砌块。远端不饱和酮的合成方法相对于α、β-和β、γ-不饱和酮的合成方法要落后得多。尽管在过去的几十年里，自由基介导的非应变的叔环烷醇开环官能团化已经成为区域特异性构建远端官能团化酮的一种有效策略，但开环去饱和合成远端不饱和酮仍然是有限的(Scheme 1A)。这种转化的早期有研究是基于使用化学计量的氧化剂或与预先安装的离开基相关的Grob碎片，但这存在操作繁琐、发生副反应等缺点(Scheme 1B)。近年来，可见光氧化还原催化被认为是形成烷氧基自由基的最佳途径，在温和条件下，环烷醇的α-C(sp3) -C(sp3)键通过β断裂断裂，生成各种取代酮。尽管取得了这些进展，但可见光驱动的非应变的叔烷醇开环去饱和研究仍未得到充分发展。在温和的条件下，开发可见光驱动的直接开环去饱和方法，以避免使用化学量的氧化剂和底物的预功能化，实现区域特异性合成远端不饱和酮。近年来，光氧化还原/钴双催化成为实现无受体脱氢构建烯烃的一种有力而直接的工具。利用光催化生成烷基自由基和钴使氢原子转移(HAT)-析氢过程，在不消耗氧化剂的情况下，烷烃、脂肪醛、羧酸和氨基酸都能转化为有价值的烯烃(Scheme 1C)。在本文中，华中科技大学吴雪松教授课题组报道了在不需要任何外部氧化剂或预功能化步骤的情况下，通过可见光氧化还原/钴双催化解离H2，由非应变的叔环烷醇构建远端不饱和酮的研究进展(Scheme 1D)。
作者以1-(4′-甲氧基苯基)环己醇1为模板底物，研究了环己酮的开环去饱和反应。根据实验数据，得到最优结果：光催化剂为（Mes-2,7-Me2-Acr-Me+ClO4−）PC-5，钴催化剂为（Co(dmgH)2Py2OTf）Co-7，2,4,6-三甲基吡啶，HFIP (1.3 equiv)， 二氯甲烷(0.4 mL)，蓝光辐照反应24 h。所得δ、ε-不饱和酮的产率为96%，1a:1a’比为32:1。
在优化了反应条件后，作者开始研究底物范围(Scheme 2)。大小不同的环烷醇、环上的不同取代基、不对称2-取代环烷醇、四氢派兰诺油、萘满酮衍生的苯并烷醇、搭桥的环烷醇等底物都能够很好的兼容。
除环醇的开环生成不饱和产物外，无环醇还可以通过C-C键的断裂，在酮或醛挤压的过程中直接转化为烯烃(Scheme 3)。直链叔醇、线性二级醇、己酮可可碱衍生物都能够顺利的发生反应生成相应的烯烃产物。
接下来，作者还拓展了芳香基环烷醇底物(Scheme 4)。叔丁基、苯基和叔丁基二甲基硅基(TBS)保护苯酚；联苯、萘和菲取代的环己醇；苯并呋喃，苯并噻吩和二苯并噻吩也都在此反应条件下提供了相应的不饱和酮。
为了进一步证明该方法的应用，根据酮和烯烃的丰富化学性质，尝试将所得到的δ、ε-不饱和酮进行衍生化(Scheme 5)，如下图所示：
为了进一步了解这一过程，作者进行了一系列初步的机理实验，并在此基础上，提出了一种合理的机理(Scheme 6)。
综上所示，开发了一种新的、高效的通过可见光光氧化还原和钴双催化开环去饱和合成远端不饱和酮的方法。利用光敏剂Mes-2,7-Me2-Acr-Me+和钴催化剂Co(dmgH)2Py2OTf，在没有任何消耗氧化剂的情况下，得到了各种各样的远端不饱和酮，并以H2作为唯一的副产物。该方法反应条件温和，官能团耐受性广，区域选择性高，通过选择不同大小环的醇来控制酮的链长。通过酮基和烯基的各种衍生物进一步证明了其合成用途。考虑到羰基和烯基在化学和药物分子中的普遍存在，该方法在有机和药物合成中具有很强的应用潜力。
ACS Catal. 2022, 12, 3710−3718doi：10.1021/acscatal.2c00204
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