我國學者在氫同位素標記方面取得進展

圖 鹵代烴的協同催化氫解實現氚同位素標記

　　在國家自然科學基金項目（批準號：22101278）等資助下，中國科學院大學趙達課題組在氫同位素標記方面取得新進展。研究成果以“仿生協同催化氫解助力后期氘化和氚化（Late-stage deuteration and tritiation through bioinspired cooperative hydrogenolysis）”為題，于2025年1月22日發表在《自然·合成》（Nature Synthesis）雜志上。論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s44160-024-00716-0。

　　氫解反應是一類基礎且應用廣泛的化學反應，通常依賴于高溫高壓下進行的非均相催化過程。氚標記是氫解反應的一個重要應用，主要用于藥物研發中的放射性標記。近年來，均相催化下的氫解反應因其在溫和條件下具有更好的選擇性而受到廣泛關注。盡管已有一些關于均相催化碳-鹵鍵氫解反應的研究，但針對碳-鹵鍵的均相氫解反應的通用催化方法，尤其是適用于廣泛存在的烷基氯化物的氫同位素標記反應仍亟待創建。

　　針對上述問題，趙達課題組通過仿生協同催化的策略，利用維生素B₁₂作為含鈷(III)中心催化劑，在堿存在下，通過光誘導的配體-金屬電荷轉移（LMCT）生成高活性關鍵Co(I)中間體。隨后Co(I)中間體通過S_N2反應與有機鹵化物作用，形成Co(III)-烷基復合物，在光照下釋放烷基自由基，與銠催化劑協同，實現了不同碳鹵鍵之間的選擇性氫解反應。該方法不僅具有高度的官能團耐受性和操作簡便性，還可以通過使用不同的催化劑實現不同碳-鹵鍵的精準選擇性氘化和氚化，為有機鹵化物的氫同位素標記提供了一種新的解決方案。