湖北日报讯（记者田佩雯、通讯员步发祥）8月29日，Nature（《自然》杂志）在线发表了武汉大学化学与分子科学学院、高等研究院雷爱文/李武教授团队的最新的电合成新技术研究成果，题为“电催化芳烃和杂芳烃还原氘代”。这是继今年7月在Science（《科学》杂志）发文后，武汉大学团队利用电合成新技术取得的又一突破性成果。
氘标记被广泛应用于新药创制、质谱内标、化学反应动力学、生物示踪剂等研究。然而，目前已开发的氘标记方法十分有限，并且已开发的方法在引入多个氘原子和高氘标记率方面存在极大的挑战，这些因素造成了氘标记化合物的价格十分高昂，开发使用廉价氘源的高效氘标记方法具有重要意义。
雷爱文/李武教授团队从原创电极材料出发，通过电合成新技术成功解决了这一难题。该策略通过电催化，以廉价易得的氘水为氘源，在温和条件下实现芳环的还原氘代反应。该方法具有广泛的普适性，能够实现多种芳烃和杂芳烃的还原氘代反应，成功合成了多种氘代环状和杂环化合物。此外，该方法还可以通过脱氟反应串联芳烃还原反应，合成饱和氘代的环状化合物。利用该方法成功合成了13个氘标记的药物分子，充分展示了其在药物开发和实际应用中的巨大潜力与广阔前景。
据悉，雷爱文教授团队于2024年7月，在Science（《科学》杂志）在线发表了关于交流电合成化学的研究论文，题为“程序化交流电优化铜催化C-H键转化反应”，这项研究首创开发了可编程波形交流电（pAC）合成技术，实现了铜催化的放氢气氧化交叉偶联反应。接受湖北日报全媒记者采访时，雷爱文曾表示，电合成新技术有着绿色、安全和低能耗特性，交流电合成化学新技术就像是开创了一个全新的操作系统，科学家可以在这个系统下，开发各种应用，用于不同的物质绿色合成，从而满足人们对于绿色制造美好生活的需求。
由于电合成新技术的绿色、安全和低能耗特性，2023年国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）把它评定为当年的十大新兴技术之一。这种新技术将有望发展成为新质生产力，用于解决当前基于化石能源驱动的现行生产力的环境污染问题、安全生产风险和高能耗问题，助力绿色制造，高质量发展。
该工作得到了国家自然科学基金项目，国家重点研发计划项目、武汉市科学基金等基金的支持。武汉大学化学与分子科学学院博士步发祥、高等研究院博士生邓宇琪为论文的共同第一作者，李武教授、雷爱文教授为通讯作者，武汉大学为唯一署名单位。
