2024年10月30日，我校“绿色催化”652科研创新团队杨义教授课题组在《Nature Communications》（中科院一区，TOP，IF=14.7）上发表题为“Selective monodeuteration enabled by bisphosphonium catalyzed ring opening processes”的研究论文。此项论文成果是由四川轻化工大学化学与环境工程学院杨义教授、中科院上海有机化学研究所左智伟教授和上海科技大学刘伟民教授共同合作完成，我校化学专业2020级硕士研究生徐袁利为论文第一作者。该项研究得到了国家自然科学基金、四川省自然科学基金、晨光高性能氟材料创新中心、绿色催化四川省高校重点实验室、特色植物开发研究四川省高校重点实验室和四川轻化工大学652科研创新团队等经费支持。
长期以来，向有机分子的特定位点选择性地引入氘原子是提升药物代谢稳定性以及研究同位素效应的重要手段。该项研究以脂肪碳环上的惰性碳-碳键为反应位点，在双季鏻盐光催化剂激发条件下首先实现邻近芳香体系的单电子氧化，随后利用氧亲核基团的有效进攻打破脂肪碳环骨架以便抑制快速的电子返回失活过程，进而生成持续性中间体苄基自由基，最后利用二硫化物介导的氘原子转移实现苄位选择性单氘代反应。反应的亮点在于整个光催化反应无需过渡金属参与，不会导致药物的重金属残留，同时使用便宜的MeOD和氘水为氘源，试剂成本大幅降低且体现出在多种生理活性分子及药物修饰中的适用性。该项研究为惰性碳-碳的活化及碳环骨架的编辑提供了新的思路，加深了对双季鏻盐催化性能以及多种自由基中间体反应路径调控的认识，有助于提升当前复杂生物活性分子苄位氘原子取代的效率和精准性。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-53728-x
