金屬催化的羰基還原偶聯(lián)已成為構(gòu)建C-C鍵的一種重要方法。這些過程開啟了用更安全、更易處理的親核試劑取代化學(xué)計量的有機金屬試劑的可能性，包括豐富的π-不飽和原料，如α-烯烴、苯乙烯、乙炔、和丁二烯。盡管這種方法很有希望，但這類催化反應(yīng)通常需要不理想的還原劑（Mn、Zn、Et3B、Et2Zn和HSiR3）。得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的Michael J. Krische教授長期致力于金屬催化羰基還原偶聯(lián)中使用原料還原劑（H2、2-PrOH和HCO2H），開發(fā)了一類獨特的氫自轉(zhuǎn)移工藝，其中醇兼作還原劑和羰基親電試劑，從而能夠?qū)⒌图壌贾苯愚D(zhuǎn)化為高級醇。鑒于酮在不同化學(xué)工業(yè)中的商業(yè)意義，由于經(jīng)典的構(gòu)建方法依賴于預(yù)金屬化試劑，在金屬催化的酮合成中，除了預(yù)金屬化試劑或金屬還原劑外，還致力于開發(fā)氫轉(zhuǎn)移（圖1）。這類預(yù)先存在的方法包括氫酰化（通常需要β-螯合基團(tuán)來抑制脫羰基）、 “oxa-Heck”反應(yīng)（僅限于芳基轉(zhuǎn)移）、關(guān)于苯乙烯與酸酐還原偶聯(lián)的兩個報道。該課題組還報道了甲酸鹽介導(dǎo)的醛和烯基鹵化物或三氟甲磺酸酯的氧化還原異構(gòu)化反應(yīng)(J. Am. Chem.Soc. 2019, 141, 6864?6868、Chem. Eur. J. 2019, 25, 12517?12520)?；谝陨涎芯勘尘?，最近Michael J. Krische教授課題組又報道了一種一級芐基或脂肪族醇和丁二烯（12×106t/年）氧化還原異構(gòu)化構(gòu)建支鏈酮的方法，這些過程代表了通過氫自轉(zhuǎn)移進(jìn)行銠催化羰基加成的第一個例子，相關(guān)成果于近期發(fā)表在JACS上。
作者首先對反應(yīng)條件進(jìn)行了優(yōu)化，對Rh催化劑的篩選表明Rh(cod)2BAr4F作為催化劑時效果最佳，能以70%的分離收率獲得目標(biāo)產(chǎn)物3a（Table 1，entry 1-5）。將K2CO3的量增加至50 mol%時，3a的產(chǎn)率進(jìn)一步提高至87% (Table 1，entry 6)，而不添加K2CO3時產(chǎn)率顯著下降(Table 1，entry 7)。堿的重要性還反映在催化劑系統(tǒng)對不定水分的敏感性上。盡管在“濕”PhCl中運行的反應(yīng)能夠以87%的產(chǎn)率形成3a（(Table 1，entry 6)），但使用“無水”PhCl作為溶劑導(dǎo)致3a的產(chǎn)率為58%。對“濕”和“無水”PhCl樣品進(jìn)行卡爾費休滴定，顯示“無水”PhCl含有61.1 ppm的水，而“濕”PhCl含有138 ppm的水。然而，故意使用水作為添加劑或助溶劑時，導(dǎo)致3a的分離產(chǎn)率較低。作者認(rèn)為可能是，不定水能溶解K2CO3，但過多的水分可能導(dǎo)致形成羥基橋聯(lián)的銠二聚體，這些二聚體被證明不具有催化活性。
得到最佳反應(yīng)條件后，作者對醇的適用范圍進(jìn)行了考察（Scheme 1）。苯環(huán)上含有不同電性取代基的芐醇均能很好的參與反應(yīng)，雜環(huán)取代的芐醇也能在該反應(yīng)條件下以較高收率得到相應(yīng)的目標(biāo)產(chǎn)物。將這些條件應(yīng)用于脂肪醇時導(dǎo)致相應(yīng)酮的低分離產(chǎn)率。經(jīng)過進(jìn)一步優(yōu)化（詳見支持信息），發(fā)現(xiàn)由Rh(cod)2OTf（7.5 mol%）和P(P-FPh)3（18 mol%）原位生成的催化劑能以75%的產(chǎn)率提供產(chǎn)物3s，在此條件下，含有不同官能團(tuán)的脂肪醇均能很好的參與反應(yīng)。
在目前的條件下，丁二烯是C-C鍵偶聯(lián)的的最佳組分。如芐醇醇1a與異戊二烯2b轉(zhuǎn)化為仲異戊基酮4a（eq. 1），高級二烯的偶聯(lián)是可能的。然而，嘗試使用該第一代催化系統(tǒng)對更復(fù)雜的二烯（月桂烯、2-苯基丁二烯、1,3-環(huán)己二烯和1,3-戊二烯）進(jìn)行反應(yīng)，導(dǎo)致轉(zhuǎn)化為目標(biāo)酮產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化率低（10?15%收率）。
而轉(zhuǎn)化伯醇1a?1x至異丁基酮3a?3x的反應(yīng)涉及氫自轉(zhuǎn)移的氧化還原中性過程，因此醛反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為異丁基酮將代表還原過程。如綜述文獻(xiàn)所述(Chem. Rev. 2018, 118, 6026?6052)，僅報告了一種利用Et3B（自燃液體）作為還原劑的銠催化無環(huán)二烯與未活化醛還原偶聯(lián)的單一方法(Org. Lett.2009, 11, 3794?3797)。因此，由大量原料還原劑（H2、2-PrOH和HCO2Na）介導(dǎo)的二烯?醛還原偶聯(lián)?氧化還原異構(gòu)化更為理想(Angew.Chem., Int. Ed. 2019, 58, 14055?14064)。作者發(fā)現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)條件下，在甲酸鈉（500 mol%）存在下，醛-1a、-1g、-1s與丁二烯2a反應(yīng)并以良好產(chǎn)率生成相應(yīng)的異丁基酮3a、3g和3s（Scheme 2）。
為了深入了解催化機理，作者進(jìn)行了氘代實驗（Scheme 3）。將d2-3-甲氧基芐基醇氘-1a在標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)條件下，得到異丁基酮氘-3a。氘轉(zhuǎn)移到β-碳（20% 2H）、γ-碳（95% 2H）和α-甲基碳（27% 2H）。在α-碳（0% 2H）處未觀察到氘。獲得了預(yù)期的異丁基酮氘-3a′，其在β-碳（43% 2H）、γ-碳（10% 2H）和α-甲基碳（42% 2H）處結(jié)合氘，但在α-碳（0% 2H）處不結(jié)合氘。α-碳上沒有氘是由于一級醇反應(yīng)物或二級醇產(chǎn)物對一種瞬態(tài)烯酸銠（I）進(jìn)行質(zhì)子化（通過中間烯酮的氫金屬化產(chǎn)生）。在最初的氘
