近日，我所催化與新材料研究中心（1500組群）喬波濤研究員、閔祥婷助理研究員等聯合大連工業大學唐晶晶博士，在鈀單原子催化芐醇化合物的位點選擇性氘代研究中取得新進展。研究團隊利用合成的Pd1/FeOx單原子催化劑（Pd SAC），在溫和條件下實現了芐醇化合物高效α位點選擇性氫氘交換（HDE），為氘代芐醇化合物的合成提供了新方法。
芐醇類化合物是藥物研發中重要的結構單元，其α位C (sp3)-H鍵作為代謝“軟點”，對其進行選擇性氘代可優化代謝、延長半衰期并減少副反應，是藥物優化的關鍵策略。然而，現有方法存在依賴昂貴氘代試劑、條件苛刻或位點選擇性差等局限。近年來，單原子催化劑（SAC）因其獨特結構及高活性備受關注，并在C (sp3)-H鍵活化中表現優異。因此，單原子催化劑有望通過直接C-H鍵直接活化（避免傳統的借氫過程），實現芐醇α位點選擇性氘代，為藥物氘代技術的發展提供新方向。
本研究基于團隊在單原子催化領域的長期積累，開發了一種鈀單原子催化劑（Pd SAC）。該催化劑通過直接C-H鍵活化（避免β位氘代）和非烯醇化借氫過程，實現了芐醇的高效位點選擇性氘代，并可通過調節氫壓調控α/β氘代比例。實驗結果表明，Pd SAC不僅表現出優異的穩定性，還具有廣泛的底物耐受性，能在29種結構多樣的芐醇衍生物中實現α位的高選擇性氘代。
閔祥婷和喬波濤等在氘代反應研究（J. Am. Chem. Soc.，2022），以及單原子催化的均相催化多相化研究方面取得系列進展（Angew. Chem. Int. Ed.，2016；Angew. Chem. Int. Ed.，2020;Angew. Chem. Int. Ed.，2020）。
上述成果以“Catalytic α-Site-Selective Hydrogen-Deuterium Exchange of Benzylic Alcohols by Palladium Single-Atom Catalyst”為題，于近日發表在《德國應用化學》（Angewandte Chemie International Edition）上。該工作的共同第一作者是大連工業大學與我所聯合培養碩士研究生李淑嫻和1502組閔祥婷。該工作得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金、國家自然科學基金委“單原子催化”基礎科學中心項目、遼寧省自然科學基金等項目的資助。（文/圖 閔祥婷、李淑嫻）
文章鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/anie.202507338
