钯催化芳烃的非选择性C-H氘代

     氘标记的化合物在不同领域的研究中具有广泛的用途。与C-H键相比，C-D键的强度增加，由此可能引起反应物反应活性的显著变化。在药物化学研究中，掺入氘原子是改变候选药物吸收、分布、代谢和排泄（ADME）特性的一种常用策略，氘标记化合物还可作为示踪剂和分析标准，帮助人们了解药物的代谢机制。然而合成氘代药物还存在很多难点，逐步合成复杂氘代衍生物或在预功能化位点氘代等方法往往是耗时和成本高昂的。因此，人们正在努力寻找芳烃碳氢键的直接氢同位素交换(HIE)方法，从而实现氢同位素高效地结合到生物活性分子中。

近日，Mirxan等人报道了钯催化的芳烃非定向氘化，通过使用高活性的N,N-二齿酰基磺酰胺基配体与钯配位，以D2O作为一种廉价方便的氘源，可以对多种生物活性分子和相关结构进行氢同位素标记。该方法通过可逆的C - H活化步骤实现了高度的氘掺入，并具有优异的基团耐受性，实现了复杂底物的氘化，为氘代药物的开发提供了一种便捷可行的思路。

      为了验证这一系列双齿配体催化剂的活性，作者以芳烃为底物使用不同的双齿配体并用1,1,1,3,3,3-六氟丙烷-2-醇-d1 (d1-HFIP)为氘源进行氘化反应。结果表明α-氨基酸衍生物作为配体可以提高氘代产物的产率。通过对具有活性和区域选择性的新型配体类的广泛研究，作者发现了具有N-酰基磺酰胺基团的N,N-二齿配体，它们展现出优异的催化活性。

      为了引入更为廉价的氘源，作者尝试了不同比例的D2O/HFIP。通过实验筛选，作者发现D2O/HFIP 7 : 3可以显著改善反应活性，该反应表现出良好的底物适用性，对酰胺、酯、醚和氨基甲酸酯的反应性很高。

      作者开发了一种广泛适用的方法，使用双齿配体钯催化剂对芳烃非定向氘化，以D2O作为一种廉价方便的氘源，可以对多种生物活性分子和相关结构进行同位素标记。

J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 40, 16370–16376