近日，我所催化与新材料研究中心（1500组群）乔波涛研究员、闵祥婷助理研究员等联合大连工业大学唐晶晶博士，在钯单原子催化苄醇化合物的位点选择性氘代研究中取得新进展。研究团队利用合成的Pd1/FeOx单原子催化剂（Pd SAC），在温和条件下实现了苄醇化合物高效α位点选择性氢氘交换（HDE），为氘代苄醇化合物的合成提供了新方法。
苄醇类化合物是药物研发中重要的结构单元，其α位C (sp3)-H键作为代谢“软点”，对其进行选择性氘代可优化代谢、延长半衰期并减少副反应，是药物优化的关键策略。然而，现有方法存在依赖昂贵氘代试剂、条件苛刻或位点选择性差等局限。近年来，单原子催化剂（SAC）因其独特结构及高活性备受关注，并在C (sp3)-H键活化中表现优异。因此，单原子催化剂有望通过直接C-H键直接活化（避免传统的借氢过程），实现苄醇α位点选择性氘代，为药物氘代技术的发展提供新方向。
本研究基于团队在单原子催化领域的长期积累，开发了一种钯单原子催化剂（Pd SAC）。该催化剂通过直接C-H键活化（避免β位氘代）和非烯醇化借氢过程，实现了苄醇的高效位点选择性氘代，并可通过调节氢压调控α/β氘代比例。实验结果表明，Pd SAC不仅表现出优异的稳定性，还具有广泛的底物耐受性，能在29种结构多样的苄醇衍生物中实现α位的高选择性氘代。
闵祥婷和乔波涛等在氘代反应研究（J. Am. Chem. Soc.，2022），以及单原子催化的均相催化多相化研究方面取得系列进展（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”为题，于近日发表在《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）上。该工作的共同第一作者是大连工业大学与我所联合培养硕士研究生李淑娴和1502组闵祥婷。该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、国家自然科学基金委“单原子催化”基础科学中心项目、辽宁省自然科学基金等项目的资助。（文/图 闵祥婷、李淑娴）
文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/anie.202507338
