原子分散钯光催化剂

常温常压高效氘代

一种负载在二氧化钛上的单原子钯催化剂，在室温、410 nm光照、惰性气氛下，以重水为氘源，即可实现N-杂芳烃的高效氢同位素交换，避免了高温高压和昂贵氘代试剂。

Jie, Xu · Rui, Cao · Shao-Zhen, Yang · Yi-Ming, Guo · Tong, Xia · Zhao, Da · 潘挺睿 · Liew, Kim Meow · Besenbacher, Flemming · 戴懿涛

Nature Synthesis 2026

具体参数

氘代率

{'zh': '90–99', 'en': '90–99'} %

单分子氘代数目

{'zh': '0.55–4.77', 'en': '0.55–4.77'}

氘源用量

{'zh': '4.5', 'en': '4.5'} L

氘源当量

{'zh': '19.7', 'en': '19.7'} equiv.

技术优势

室温即可氘代

不需要≥120 °C的高温，也不需要20 bar的氢气压力，只用410 nm光照和惰性气氛，大大降低操作风险。

氘源便宜易得

用D₂O代替D₂、C₂H₅OD、C₆D₆等昂贵氘源，且用量少（19.7 equiv.），成本显著降低。

可实现公斤级生产

催化剂和D₂O可回收重复使用，单次实验可分离出1.157 kg氘代产物，证明该方法具有放大潜力。

应用场景

• 氘代药物：低成本制备氘代药物分子，延长药效、降低毒性。
• 氘代合成砌块：高效合成氘代合成砌块，加速下游功能分子的开发。
• 光催化同位素标记：温和条件下的光催化同位素标记方法，可替代传统苛刻工艺。