近日，西北农林科技大学植物保护学院植物源农药研究与开发团队在Organic Letters上分别以“Single Electron Transfer Reductive Deuteration of Acyl Chlorides for the Synthesis of Deuterated Alcohols with a High Deuterium Atom Economy”和“Highly Chemoselective Synthesis of α,α -Dideuterio Amines by the Reductive Deuteration of Thioamides Using Mild SmI2-D2O”为题发表了氘标记化合物合成与应用的研究论文，西北农林科技大学植物保护学院博士后李恒朝为论文第一作者，胡兆农教授和中国农业大学安杰教授为共同通讯作者。西北农林科技大学植物保护学院本科生王珂蒙、李欣欣、付乙净等参与了该研究工作。
氘是氢的非放射性稳定同位素，氘标记化合物可以作为同位素内标应用于农药残留检测中，也被当作同位素探针分子应用于代谢和毒理研究以及生物合成途径解析中。特别是，药物分子中引入氘原子可以改善药代动力学特性、减少代谢毒性、稳定药物构型等。同理，氘标记农药可能延长半衰期，进而减少施药量和施药频率，实现减施增效；也可能通过改变代谢特性而减少对非靶标生物的毒性。氘标记化合物的合成方法是其研究与应用的主要限制因素。植物源农药研究与开发团队首先建立了基于新型单电子转移还原氘化策略的氘代醇类化合物的合成方法 ( Organic Letters 2024, 26 , 3, 719-723 )，该方法利用经济廉价的钠分散体作为电子供体，氘代乙醇作为氘源，实现了二氘代醇和多氘代醇的选择性高效合成，具有>92%的氘代率和高原子经济性，满足在农药学中应用的需求。并进一步利用廉价易得的硫代酰胺作为活性前体，以温和的二碘化钐作为还原剂，重水为氘源，实现了二氘代胺类化合物的高效合成（ Organic Letters 2024, https://doi.org/10.1021/acs.orglett.4c03434），该方法底物适用范围广，可以应用于一级或二级的芳香或脂肪的氘代胺的合成，具有高区位选择性和>95%的氘代率。此外，该方法被证明可以应用于氘代氮杂环类化合物的合成，包含六元环和七元环，特别是四氢喹啉类作为农用活性分子的重要片段，可以利用该方法实现不同个数和不同位置的氘的引入。胺类和醇类化合物作为农药合成的关键砌块，上述方法的建立将会促进氘代化合物在农药学中的研究与应用。
此外，李恒朝博士近期以第一作者在Nature Communication上以“SO2F2 mediated click chemistry enables modular disulfide formation in diverse reaction media”为题发表了新型点击化学反应构建二硫键的研究论文，中国农业大学安杰教授为通讯作者，西北农林科技大学植物保护学院胡兆农教授参与了部分工作。该研究提出了一种SO2F2介导的新型点击化学反应，实现了二硫键的高效、高选择性构建，突破了现有方法的局限性。特别是，原位水凝胶的制备与表征展示了该方法在药物或农药缓释材料中的应用潜力。
上述研究得到了中国博士后国资计划（GZC20232163）、国家自然科学基金（32372597）和国家重点研发计划（2020YFA0907903）等项目的支持。
