吡啶作为一类极具价值的杂环芳香化合物，广泛存在于FDA批准的药物分子结构中—据统计，约90%的含吡啶药物其吡啶环的C2位带有取代基。然而，目前吡啶C2–H键的选择性羟甲基化的方法普遍存在底物适用范围狭窄、反应条件苛刻、金属原子利用率低，且依赖化学计量比氧化剂等局限性，制约了其规模化应用。

    近日，我院潘英明教授、唐海涛教授和王毛锐博士团队在国际知名期刊《Journal of the American Chemical Society》上发表题为“Electrochemical Selective C2–H Hydroxymethylation of Pyridines via a Zinc Single-Atom Cathode and Anodic Iodide Relay-Mediated Strategy”的研究成果。该工作针对吡啶外环C–H键选择性官能化这一有机合成领域的关键挑战，创新性提出阴极单原子锌与阳极碘离子接力介导的分子编辑策略，成功高选择性实现吡啶C2位羟甲基化反应。该策略通过 “吸附-活化-还原-偶联-氧化”五步接力机制，成功克服了吡啶固有的C4位反应偏好，无需对吡啶原料进行预活化，直接以易得的吡啶与羰基试剂为底物，实现了吡啶C2位的高选择性羟甲基化修饰。此外，研究成果展现出广泛的应用前景：不仅可直接对解毒奎、依托贝特等临床药物分子进行后期精准修饰，还能高效合成比沙可啶药物的关键中间体，并成功完成克级制备。相较于传统方法，该体系兼具催化活性高、反应条件温和、区域选择性优异、过电位低及底物适用范围广等显著优势，为药物分子修饰与功能材料合成提供了高效、绿色的全新技术方案。

    该研究表明，通过将单原子电催化与阳极-阴极接力调控相结合，不仅能够提升电化学反应效率，还能够实现传统自由基反应难以获得的区域选择性，为惰性杂芳环C–H键精准电催化转化提供了新的设计思路。（（文/王毛锐 彭杏兰 图/王毛锐 审/唐海涛 卢洁 陈振锋））

论文信息

英文原题：Electrochemical Selective C2–H Hydroxymethylation of Pyridines via a Zinc Single-Atom Cathode and Anodic Iodide Relay-Mediated Strategy. J. Am. Chem. Soc. 2026. DOI:10.1021/jacs.6c07265

原文链接：https://doi.org/10.1021/jacs.6c07265