Именно такой практики не было, но, если пуститься в теоретические размышления, соглашусь с Брют, исходя из практики РАО ЕЭС – возможно все, что не запрещено, а что запрещено – нужно пролоббировать

Думаю, что Ваша схема рабочая при условии, что физически выделение будет осуществлено до присоединения.
При этом, если при выделении будет иметь место уменьшение уставного капитала АО-1, то утверждение решения о дополнительном выпуске ценных бумаг АО-1, размещаемых при присоединении АО-3, должно состояться ПОСЛЕ регистрации соответствующих изменений в устав АО-1 (опять же, если будет иметь место увеличение УК).