来源：有机电催化 

研究背景

氘标记分子是一类重要的有机化合物，已广泛用于各个研究领域，如阐明反应机理，同位素示踪技术和药物化学。例如，N-杂芳烃经常用于生物活性分子和药物探索药代动力学和药效学(PK/PD)特性。因此，氘标记(N-杂)芳烃的合成和应用受到广泛关注，特别是氘标记的吡啶衍生物。

本文要点

1. 开发了一种简单、无金属、无酸/碱的电化学方法，在D2O存在下对吡啶衍生物进行C4-选择性氘化。

2. 选择2-苯基吡啶（S1）作为模型底物，n-Bu4NI为电解质，DMF为溶剂，室温下恒流20 mA电解10小时，产率达到99%，氘掺入率>99%。LiClO4或NaI作为电解质时没有检测到氘代产物。NaOAc和MeCN作为电解质或溶剂导致氘掺入率降低。控制实验表明，n-Bu4N+离子在电化学反应中起着至关重要的作用。

3. 提出了可能的反应机理。首先，n-Bu4NI裂解成n-Bu3N和n-BuI，n-BuI与S1形成络合物，产生中间体S1-a并在阴极还原形成阴离子中间体。随后，阴离子中间体与D2O反应并在阳极上氧化，得到目标产物。

图文内容

Fig. 1: Background and current work of deuteration for pyridine derivatives.

（图片来源：Nat Commun）

Table 1 | Screening of reaction conditions    

（图片来源：Nat Commun）

Fig. 5 | Schematic representation of Bi-GDE-UiO-66-CN gas-diffusion electrode (GDE) and its electrochemical CO2 reduction performance.

（图片来源：Nat Commun）    

Fig. 7 | Computational details on eCO2RR pathways predicted for UiO-66-Bi systems.

（图片来源：Nat Commun）

Fig. 6: Proposed reaction mechanism.

（图片来源：Nat Commun）

文献信息

Zhiwei Zhao, Qiuyan Wang* & Youai Qiu * et al. Electrochemical C−H deuteration of pyridine derivatives with D2O. Nat Commun 2024.

DOI：10.1038/s41467-024-48262-9

https://doi.org/10.1038/s41467-024-48262-9