α-羟基酸结构单元广泛存在于生物质分子和天然产物中。发展高效的方法来切断其α-碳氧键是实现这些分子高值化的一种重要途径。自旋中心转移（SCS）是碳杂键断裂的一种独特机制。2021年，中国科学技术大学汪义丰课题组基于自旋中心转移机制，实现了三氟乙酸酯和三氟乙酰胺的连续可控脱氟官能化反应（Science, 2021, 371, 1232）。在此基础上，该课题组和中国科学技术大学傅尧教授团队合作报道了基于SCS的α-羟基酸衍生物的脱氧烷基化反应。该反应的可能历程如下：4-二甲氨基吡啶-硼自由基加成到羰基氧上生成碳自由基，随后发生自旋中心转移引发碳-氧键断裂，产生的α-羰基烷基自由基被烯烃捕获，得到α-脱氧烷基化产物。该方法实现了乳酸、甘油酸、葡萄糖酸以及两个天然产物的高值化转化。

前期研究结果表明，在硼自由基对底物的加成步骤中，硼自由基的SOMO和底物的LUMO之间的能量差是决定反应能否发生的关键因素。作者通过DFT计算发现，当羟基活化基团为甲磺酰基或对甲苯磺酰基时，或者与氮原子相连的苯环上有吸电子基团时，硼自由基/底物之间的SOMO/LUMO能量差显著降低，目标产物能以良好至优秀的收率获得。在最优反应条件的基础上，作者对烯烃和α-羟基酸衍生物的底物适用范围进行了考察。结果表明，具有不同官能团的芳基烯烃、烷基烯烃都能用作偶联对象，以中等至良好的收率得到目标产物。当活化基团为甲磺酰基时，无论是芳环上带有缺电子还是供电子官能团的N-芳基酰胺、N-烷基酰胺以及酯也能参与反应。随后，作者将这一方法运用到众多易得且重要的α-羟基酸衍生物中，实现了生物基平台分子的高值化改造和药物分子的后期修饰。

作者通过机理实验证实了硼自由基对底物羰基氧原子的加成过程。同时，通过理论计算阐明了不同底物和羟基活化基团的SCS过程。对于N-H酰胺1b-Ac和1a-Ms，形成的环状氢桥过渡态有利于醋酸和甲磺酸分子的离去，产生α-羰基烷基自由基。对于缺乏N-H结构的三级酰胺1u，添加剂NaH₂PO₄可以促进醋酸根负离子的离去。

在该工作中，作者从理论分析出发，设计和发展了基于自旋中心转移机制的碳氧键活化策略，成功实现了α-羟基酸衍生物的脱氧烷基化反应，为生物基和天然产物α-羟基酸的高值化利用提供了一种简明有效的方法。

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