如何从1个苯分子制备52种同位素标记物

氢原子的氘（D）、氚（T）同位素目前作为基本的研究方法应用于化学、生物学、药学领域中。除了其在光谱学、质谱、反应机理、药代动力学中的应用，这种同位素方法在药物分子合成中同样展现了潜力。氘代的分子在亨廷顿病的治疗中显示有作用。通过氘代处理，分子的新陈代谢过程加快、代谢产物得以改善，提高了药品的安全性和有效性。

有鉴于此，弗吉尼亚大学化学系W. Dehai Harmhai、橡树岭国家实验室等提出了氘代分子的合成新方法，通过4步反应将苯转化为氘代的环己烷，该反应中通过钨配合物的立体选择催化作用实现。通过调节和钨配合物结合的方法（蛋白质酸、氢化物），能够对氘代位置进行调节。通过这种方法，完成了对52种不同的环己烷同位素结构分子。

本文的方法可能对其他取代的环己烯同位素分子合成，并且对同位素作用在药物分子中的作用提供更多的相关机理信息。

本文要点:

要点1. 反应优化。通过去芳化的催化剂WTp(NO)(PMe3)对苯进行活化，并实现不同位点，不同数目的氘代环己烷。[WTp(NO)(PMe3)]-C6D6通过MeOH2+氢化、MeOD2+氘代、BH4-还原氢化、BD4‑氘代、DOTf氘代、Ph2NH2+氢代、Ph2ND2+氘代反应连续反应，实现了不同对不同位点碳上进行高选择性的氘标记。

要点2. 对三氟甲基苯进行了苯环上不同位点进行氘标记。并且在对苯进行氘标记过程中通过CN-取代、酯基取代、有机胺取代，得到了不同氘取代的羧酸/酯/胺基取代的环己烷衍生物。

 可逆脱羧反应温和条件富集13C同位素标记羧酸、醛、酮、酯

化学稳定性较高的C(sp3)-COOH型羧基分子（芳基乙酸、丙二酸半酯等）在DMF溶液中进行的可逆的非催化反应。尤其是，在Brønsted 酸作用中无法进行光催化脱羧的分子能够进行相应的反应。通过同位素标记的13CO2，制备羧酸基13C标记的羧酸。通过进一步研究，发现羧酸能进一步反应生成羰基标记的醛、酮、α,β-不饱和酯。