氘代反应是通过将有机化合物中的氢原子替换为其同位素氘原子来实现分子性质调控的化学过程。2023年南京大学程旭团队利用电化学方法成功实现芳基-CF3到芳基-CF2D的选择性单氘脱氟反应，在药物中间体转化中展现出高产率与高氘掺入率。该反应在药物研发领域可通过延长代谢半衰期、降低毒性等途径提升药效，目前已有多款氘代药物进入临床阶段。脱羧氘化反应作为重要分支，发展了包括光催化、酶催化在内的多种策略，在布洛芬等药物分子修饰中取得进展。光协同催化体系则解决了醛基氘代的区域选择性难题，氘代率可达94%以上。

南京大学程旭团队于2023年7月开发出电化学选择性单氘脱氟反应体系。该方法以D2O为氘源、t-BuOLi为活化试剂，在石墨毡电极和DMF溶剂中实现芳基三氟甲基化合物到芳基二氟氘代产物的转化：

机理研究表明，锂离子活化后的底物在电极表面发生单电子转移生成自由基中间体，最终通过D2O淬灭完成氘代。该技术使CF2D取代基的液相色谱保留时间增加7%-20%，显著改变分子极性特征。

氘代反应通过同位素效应改变药物分子性质，在2019-2023年间推动多个创新药物开发：

《自然》子刊2023年综述指出，该技术不仅能优化药代动力学，还可用于研究药物-靶标相互作用机制，已形成包含12项临床研究的药物开发管线。

2023年研究显示，脱羧氘化反应主要分为三大技术路线：

该方法特别适用于含羧酸基团的药物分子，布洛芬氘代体已实现克级制备，氘代部位集中在α-碳位点。

南开大学汪清民团队2019年开发的TBADT/硫醇协同催化体系：

机理研究证实，反应通过酰基自由基与硫自由基的氢氘交换完成。该技术已用于构建氘代醇、胺等衍生物，在阿达帕林抗痤疮药物的氘代改造中取得94%氘代率，相关成果发表于《Chemical Science》期刊。