背景及概述

氘代吡啶全稱(chēng)五氘代吡啶，CAS號(hào)7291-22-7，分子式C?D?N，是吡啶環(huán)全部氫原子被氘取代的同位素試劑，同位素純度通?！?9.5atom%D，兼具極性堿性、低殘留核磁峰等特性，是有機(jī)分析與同位素合成核心試劑，下文系統(tǒng)介紹氘代吡啶工業(yè)化制備路線與科研產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。

制備方法

鈀催化重水多輪氫氘交換制備氘代吡啶[1]，以普通吡啶、重水D?O為原料，Pd/C為加氫脫氫雙功能催化劑，高壓密閉釜內(nèi)完成H/D可逆交換。吡啶環(huán)α(2,6)、γ(4)位碳?xì)渌嵝愿鼜?qiáng)，優(yōu)先發(fā)生交換，β(3,5)位需高溫提升反應(yīng)活性。

圖1 氘代吡啶的合成反應(yīng)式

工藝流程：吡啶與過(guò)量D?O、碳酸鉀助催化劑投入高壓反應(yīng)釜，氬氣除氧密封，升溫160–180℃保溫24h；單次交換氘代率僅70%左右，分離有機(jī)相后補(bǔ)充新鮮重水重復(fù)反應(yīng)3–5輪，逐步將環(huán)上氫完全置換；反應(yīng)液冷卻分層，有機(jī)相經(jīng)精餾除水、微量雜質(zhì)，分子篩深度干燥，得到高純度吡啶-d?。

應(yīng)用

氘代吡啶為強(qiáng)極性堿性氘代溶劑，適配難溶于氘代氯仿、氘代二甲亞砜的堿性、含氮、多酚類(lèi)樣品：生物堿、木質(zhì)素、配位金屬配合物、多肽、中藥提取物、有機(jī)金屬催化劑。高氘豐度使溶劑殘留質(zhì)子峰極弱，芳香區(qū)基線干凈，避免與待測(cè)物芳?xì)湫盘?hào)重疊；堿性環(huán)境可抑制酚羥基、羧基質(zhì)子快速交換，清晰觀測(cè)活潑氫耦合裂分。提供穩(wěn)定氘鎖信號(hào)，適配高場(chǎng)核磁儀器，廣泛用于天然產(chǎn)物結(jié)構(gòu)解析、高分子木質(zhì)素核磁表征。氘代吡啶作為反應(yīng)介質(zhì)與氘供體，催化底物發(fā)生原位H/D交換，制備各類(lèi)氘代雜環(huán)中間體；合成全氘代吡啶骨架候選藥物，用于LC-MS定量?jī)?nèi)標(biāo)，依靠分子量+5的特征同位素峰實(shí)現(xiàn)藥物代謝、體內(nèi)分布追蹤。

參考文獻(xiàn)

[1]Journal of Physical Chemistry A, , vol. 107, # 32 p. 6160 - 6167