北京大学樊新元、南京工业大学程夏民以及西北师范大学权正军等课题组合作开发了光催化介导的可控氘代甲基化体系，该体系以甲胺/水为甲基源，通过级联组装策略实现了氘代率可控的β-二酮甲基化。

作为最小的烷基基团，甲基功能化在修饰有机分子中发挥着重要的作用，特别是在医药、生命科学等领域，被称为“神奇的甲基效应”。因此，化学家们已经开发了许多甲基源来进行甲基化反应，包括亲核有机金属化合物如金属镁、锌等试剂，亲电试剂如碘甲烷、甲基磺酸酯等。然而，易燃性、危险性、毒性和苛刻的反应条件等问题常常带来挑战。另一方面，同位素氘甲基化还具有进一步的益处，例如由于动力学同位素效应而带来药代动力学的改善等。然而，甲基具有三个氢原子，传统甲基化方法较难实现氘代率可控的甲基化反应。

在先前关于以甲胺（例如，Cy₂N-Me）为电子供体的光催化转化的研究中，作者经常观察到副产物脱甲基的胺Cy₂N-H的产生，推测是通过Cy₂N⁺=CH₂中间体的分解而生成的。受到这一现象的启发，作者认为如果存在一个合适的亲核性亚甲基受体，CH₂亚甲基基团可以成为甲基源的一部分，随后通过质子的攫取反应完成甲基化过程。

据此，作者报道了在温和的光催化条件下使用甲胺/水体系 (TMEDA/H₂O)作为新的甲基源来甲基化β-二酮的方法。在该体系中，由于甲基的CH₂是来源于甲胺TMEDA，另外一个H来源于水，因此可以通过使用不同的氘代试剂的组合方便地实现氘代可控的甲基化反应。例如，使用TMEDA/H₂O，TMEDA/D₂O，d-TMEDA/H₂O，d-TMEDA/D₂O四种不同的组合，将分别产生具有从0到3的氘原子数的甲基化合物 (图1)。随后，作者分别从底物范围、机理研究、应用探索等方面对该反应进行了深入研究，表明该反应较好的底物适用性和在生物活性分子制备方面的应用潜力 (图2)。

综上所述，该研究的主要创新包括：1) 使用甲胺/水系统作为一种新的甲基来源，比传统的甲基来源更环保且更具成本效益；2) 提出级联组装策略实现氘代可控的甲基化，为可控氘代提供新的研究思路。新型甲基化体系以及可控氘代的开发，有望为生物活性分子的合成、修饰，尤其是多氘原子取代的活性分子的发展和研究奠定基础。