2025年5月，高章华团队在期刊《Organic Chemistry Frontiers》（中科院2区，IF=4.7）发表题为“2-Pyridone-enabled manganese-catalyzed ortho-selective deuteration of aromatic amides with D₂O”的研究性论文。

团队以Mn(CO)₅Br为催化剂，2-吡啶酮为CMD碱，D₂O为氘源，发展了一种高效、高区域选择性合成邻位氘代芳香酰胺的方法。该方法具有广泛的底物适用范围和优异的官能团耐受性，可实现复杂分子的高收率后期氘代。机理研究表明，2-吡啶酮作为促进可逆C-H活化和随后的氢氘交换的内源性碱，在反应的成功中起着至关重要的作用。

条件筛选中，团队发现：锰催化剂、配体结构、碱基选择、氘源及温度对收率和氘代率影响显著。通过一系列的优化实验，确定最佳反应条件为：Mn(CO)₅Br(10mol%)，Na₂CO₃(1equiv.)，Ligand L2(0.1equiv.)，NMP(0.5mL)，D₂O(0.5mL)，在60℃下反应16小时，氘代率为1.94，产率为90%。接着进行了初步的密度泛函理论研究。基于已建立的CMD机理框架，含有吡啶酮的H/D交换显示C-H活化的能垒为9.0 kcal/mol，整个氘代过程的总能垒为10.0 kcal/mol。同时，以醋酸盐为CMD碱的无配体路径在起始阶段表现出更高的自由能，该路径的总能垒为11.1 kcal/mol。而球外C-H插入的能垒较高，其中吡啶酮L2和醋酸酯的活化能分别为15.1和14.7 kcal/mol。因此，吡啶酮应该作为一种内源性碱，促进可逆的C-H活化和随后的氢氘交换，从而促进整个氘代过程。

随后团队考察了锰催化芳香酰胺与D₂O的邻位选择性氘代反应底物范围。结果表明，芳环上取代基的位置效应对氘代效率的影响比取代基的电子性质更显著，邻位取代的衍生物显示出氘代效率的显著降低。该反应对不同类型底物耐受性好，通过对生物活性分子丙磺舒、藜芦酸、大黄酸和替米沙坦的氘代反应，进一步证明了该方法对结构错综复杂和药理相关化合物的选择性氘代的稳健性和适用性。

高章华教授团队发展了一种以D₂O为氘源的Mn-吡啶酮催化的芳基酰胺的氘代反应。2-吡啶酮作为内源性碱的关键作用促进了氢同位素通过CMD机制进行交换，并得到了机理研究和DFT计算的支持。该方法具有广泛的官能团容忍性和高的区域选择性，可实现广泛的芳基和杂芳基酰胺的高效氘代。此外，生物活性分子的后期氘代凸显了其在氘代药物发现中的潜力，为药物化学和氘代标记化合物的合成提供了强有力的工具。