羟基是天然产物和药物中常见的官能团，表现出一系列特征性质，对结合亲和力、物理化学性质和口服生物利用度都有很强的影响。然而，从已上市药物的结构组成信息来看，醇羟基很少存在于合成药物中，而直接存在于天然产物或天然产物的衍生物中。最新药物化学进展显示，具有更高sp3碳原子占比的化合物能改善化合物的类药性，这导致研究者们越来越重视富含sp3碳原子的结构。因此，醇类的α-碳氢键官能团化，特别是天然醇类的α-碳氢键烷基化对发展更有效的醇类药物具有重要意义。
为了实现醇类α-碳氢键的烷基化，研究者们付出了巨大的努力。值得注意的是，最近MacMillan课题组发展了一种新型的氢键辅助的醇类α-碳氢键烷基化反应，反应通过使用四正丁基磷酸铵作为共催化剂，可以实现多种醇类化合物的α-碳氢键烷基化，但该方法中涉及到的天然产物的醇类底物只有两例。此外，Kanai课题组也证明了大位阻的螺硅烷和硼酸盐作为共催化剂可以加速伯醇的α-碳氢键烷基化（Scheme 1a）。尽管已经取得了以上突破，但在这一领域仍然面临着重大挑战，这些方法的底物范围也主要局限于伯醇；因此，开发一种适用范围广泛，尤其是针对于仲醇或大位阻醇的通用方法至关重要。最近，嘉兴学院医学院刘石惠报道了一种可见光/他伐硼罗共催化的醇类α-碳氢键烷基化的方法。该方法将他伐硼罗发展为一种新型共催化剂，结合可见光催化，实现了各种醇类化合物的α-碳氢键烷基化，并且同样适用于甾体药物和天然产物的结构修饰（Scheme 1c）。相关研究成果发表在Org. Lett.上（DOI: 10.1021/acs.orglett.2c03117）。
Scheme 1. α-C-H alkylation of alcohols（来源：Org. Lett.）
作者使用环己醇1a和苄基2-(双(叔丁基丁基羰基)氨基)丙烯酸酯2a作为模型底物进行研究。在他伐硼罗（B1）存在的情况下，使用[Ir{dF(CF3)ppy}2(dtbbpy)]PF6作为光催化剂，奎宁环作为HAT催化剂，通过12 W的蓝色LED灯在DCE中照射1a和2a，可以以86%的分离收率得到α-C-H烷基化产物。
Table 1. Optimization studies for α-C-H alkylation of alcohols
（来源：Org. Lett.）
得到最佳条件后，作者考察了该反应的普适性（Figure 1a）。各种醇类底物均表现出良好的适用性。随后，作者考察了迈克尔受体的适用范围（Figure 1b）。各种迈克尔受体也都表现出较好的适用性。
Figure 1. Reaction scope.
（来源：Org. Lett.）
结合实验结果和相关文献，作者初步探索了反应机理（Scheme 2）。光激发的Ir(III)*络合物（B）通过氧化奎宁环（D）进行还原淬灭，然后得到自由基阳离子（E）和Ir(II)（C）。自由基阳离子（E）从中间物（H）中提取出一个氢原子，得到自由基（H*）和奎宁环离子（F）。动力学同位素效应实验也表明：HAT过程是该C-H烷基化的决速步骤。自由基（H*）与迈克尔受体的亲核加成将提供烷基自由基（3*）。Ir(II)络合物（C）对自由基（3*）的还原将产生α-烷基化产物（3），同时再生光催化剂（C→A）和HAT催化剂（F→D）。
Scheme 2. Proposed Mechanism for Photoredox/Copper Dual-Catalyzed Benzylic C-H Esterification.
（来源：Org. Lett.）
综上所述，作者发展了一种由他伐硼罗和可见光催化的醇类α-碳氢键烷基化方法。该方法操作简单，反应条件温和，适用范围广泛；同时，作者使用现成的抗菌药他伐硼罗作为共催化剂和结构多样的醇作为底物，可用于制备各种复杂的醇类化合物，其中包括高丝氨酸衍生物和碳糖基化氨基酸。该方法同样可以用于甾体药物和天然产物的结构修饰，对药物化学和蛋白质化学都有较好的推动作用。
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