在研究反应机理和生物代谢过程时，具有同位素标记的有机化合物是一个常用且必需的工具。而金属催化的氢同位素交换（HIE），即为制备这些化合物的重要合成方法。虽然这类化学在过去的二十余年中逐渐发展，不过，这些转化大多数涉及将氘选择性掺入芳烃底物中，却只有少数催化剂能够将未活化的烷烃底物上进行H/D的交换，而这些反应通常会需要较为严苛的反应条件。
图片来源：Chem. Sci.
最近，University of Calgary的Warren E. Piers教授在Chem. Sci.上发表了一种富电子PCP pincer配体支持的铱络合物（Ir-H4）的合成和表征。
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该研究的亮点在于该络合物具有四个氢配位在铱上，所以容易丢失氢分子，从而可以在氘代溶剂（如苯-d6，甲苯-d8和四氢呋喃-d8）的氢化位置和配体的 a-C-H位上，室温下进行快速氢同位素交换（HIE）。
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通过反应，会有1–2当量的H2脱除，络合物随之形成不饱和铱卡宾三氢化物（Ir-H3）或一氢化物（Ir-H）。这些化合物能够通过将氢化物可逆转移到配体卡宾碳上，并进一步产生不饱和键。
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这些物质是高活性的氢同位素交换（HIE）催化剂。在使用C6D6或D2O作为氘源时，可对多种底物进行氘化。
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该研究也通过了修改条件以影响Ir-Hn的形态，将能使氘化水平达到针对性的空间位点选择性。此外，他们也进行了选定底物的制备级氘代反应，并以优异的分离产率获得> 95％氘代化合物。且该催化剂的反应残留物可以通过用H2处理再生，并且对于下一次的反应仍然具有活性。
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参考文献：H/D exchange under mild conditions in arenes and unactivated alkanes with C6D6 and D2O using rigid, electron-rich iridium PCP pincer complexes
Chem. Sci. DOI: 10.1039/d0sc02694h
原文作者：Joel D. Smith, George Durrant, Daniel H. Ess, Benjamin S. Gelfand and Warren E. Piers*
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