湖北日?qǐng)?bào)訊（記者田佩雯、通訊員步發(fā)祥）8月29日，Nature（《自然》雜志）在線發(fā)表了武漢大學(xué)化學(xué)與分子科學(xué)學(xué)院、高等研究院雷愛(ài)文/李武教授團(tuán)隊(duì)的最新的電合成新技術(shù)研究成果，題為“電催化芳烴和雜芳烴還原氘代”。這是繼今年7月在Science（《科學(xué)》雜志）發(fā)文后，武漢大學(xué)團(tuán)隊(duì)利用電合成新技術(shù)取得的又一突破性成果。
氘標(biāo)記被廣泛應(yīng)用于新藥創(chuàng)制、質(zhì)譜內(nèi)標(biāo)、化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、生物示蹤劑等研究。然而，目前已開(kāi)發(fā)的氘標(biāo)記方法十分有限，并且已開(kāi)發(fā)的方法在引入多個(gè)氘原子和高氘標(biāo)記率方面存在極大的挑戰(zhàn)，這些因素造成了氘標(biāo)記化合物的價(jià)格十分高昂，開(kāi)發(fā)使用廉價(jià)氘源的高效氘標(biāo)記方法具有重要意義。
雷愛(ài)文/李武教授團(tuán)隊(duì)從原創(chuàng)電極材料出發(fā)，通過(guò)電合成新技術(shù)成功解決了這一難題。該策略通過(guò)電催化，以廉價(jià)易得的氘水為氘源，在溫和條件下實(shí)現(xiàn)芳環(huán)的還原氘代反應(yīng)。該方法具有廣泛的普適性，能夠?qū)崿F(xiàn)多種芳烴和雜芳烴的還原氘代反應(yīng)，成功合成了多種氘代環(huán)狀和雜環(huán)化合物。此外，該方法還可以通過(guò)脫氟反應(yīng)串聯(lián)芳烴還原反應(yīng)，合成飽和氘代的環(huán)狀化合物。利用該方法成功合成了13個(gè)氘標(biāo)記的藥物分子，充分展示了其在藥物開(kāi)發(fā)和實(shí)際應(yīng)用中的巨大潛力與廣闊前景。
據(jù)悉，雷愛(ài)文教授團(tuán)隊(duì)于2024年7月，在Science（《科學(xué)》雜志）在線發(fā)表了關(guān)于交流電合成化學(xué)的研究論文，題為“程序化交流電優(yōu)化銅催化C-H鍵轉(zhuǎn)化反應(yīng)”，這項(xiàng)研究首創(chuàng)開(kāi)發(fā)了可編程波形交流電（pAC）合成技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了銅催化的放氫氣氧化交叉偶聯(lián)反應(yīng)。接受湖北日?qǐng)?bào)全媒記者采訪時(shí)，雷愛(ài)文曾表示，電合成新技術(shù)有著綠色、安全和低能耗特性，交流電合成化學(xué)新技術(shù)就像是開(kāi)創(chuàng)了一個(gè)全新的操作系統(tǒng)，科學(xué)家可以在這個(gè)系統(tǒng)下，開(kāi)發(fā)各種應(yīng)用，用于不同的物質(zhì)綠色合成，從而滿(mǎn)足人們對(duì)于綠色制造美好生活的需求。
由于電合成新技術(shù)的綠色、安全和低能耗特性，2023年國(guó)際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)（IUPAC）把它評(píng)定為當(dāng)年的十大新興技術(shù)之一。這種新技術(shù)將有望發(fā)展成為新質(zhì)生產(chǎn)力，用于解決當(dāng)前基于化石能源驅(qū)動(dòng)的現(xiàn)行生產(chǎn)力的環(huán)境污染問(wèn)題、安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)和高能耗問(wèn)題，助力綠色制造，高質(zhì)量發(fā)展。
該工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目，國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、武漢市科學(xué)基金等基金的支持。武漢大學(xué)化學(xué)與分子科學(xué)學(xué)院博士步發(fā)祥、高等研究院博士生鄧宇琪為論文的共同第一作者，李武教授、雷愛(ài)文教授為通訊作者，武漢大學(xué)為唯一署名單位。
