具有氘标记（D）的化学物质，在许多科学领域中都有着广泛的应用。氘原子在有机分子中是鉴定表征化学和生物过程的重要工具，例如NMR光谱、质谱甚至弹性中子散射，它们可以提供对各种过程的深入了解，还可以在化学的多个领域中提供广泛的应用。此外，C–D键相对于C–H键的来得更强，其在药物科学中的动力学同位素效应（KIE）也多被用于研究和改变药物的代谢情况和药代动力学。其中，由于氘化醛（R–CDO）的用途特别广泛，因此在这些实验中经常被用作合成其他氘化化合物的中间体。不过，即便制备氘代醛的方法很多，然而，这些反应不仅使用昂贵的过渡金属催化剂和氘代还原剂，而且它们通常还需要多个步骤才得以合成。
图片来源：Chem
近期，中国人民大学的闫晓宇教授协同美国UCSD的Guy Bertrand教授和韩国梨花大学的Jean Bouffard教授在Chem上报道了一种廉价且无金属的催化方法，用以实现氘标记羰基化合物的有效合成。
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该研究使用了氘代甲醇作为相对廉价的氘源，并通过加入三氮唑化合物作为催化剂，在碱性条件下，三氮唑可形成卡宾与醛结合。即可进而形成Breslow中间体来活化醛的C–H键，并在最后以高收率实现芳基、烯基和烷基醛的H / D交换反应。
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该研究通过了N-杂环卡宾的形成来活化醛的C–H键并实现了有意义的H / D交换。且醛与三氮唑卡宾会在反应中可逆地形成Breslow中间体，并明显地抑制了醛在甲醇溶剂中的自缩合情况。
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如此一来，由于本研究通过了这些介离子卡宾（MIC）的独特特性，使得氘代中间体和药物基团的制备得以简化。
参考文献：Mesoionic Carbene (MIC)-Catalyzed H/D Exchange at Formyl Groups
Chem 5, 2484–2494
原文作者：Wei Liu, Liang-Liang Zhao, Mohand Melaimi, Lei Cao, Xingyu Xu, Jean Bouffard,* Guy Bertrand,* and Xiaoyu Yan*
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