利用傳統方法，目前已有多款N-烷基氘代藥物開發出來，部分已經進入臨床階段（圖1a）。基于光催化水分解技術，在此提出以氘標記水和甲醇為新型組合型烷基化試劑，從而替代、高毒、劇烈的氘烷基化試劑，并實現氘標記個數精準控制（圖1b）。以對甲基苯胺和二苯胺為例，以CH3OH/H2O, CH3OD/D2O, CD3OD/H2O, CD3OD/D2O等方式進行組合時，可實現伯胺二烷基化產物、仲胺烷基化產物氘標記個數精準控制（精準引入-CH3, -CDH2, -CD2H, -CD3），實驗結果也驗證了圖1b提出的催化機制。

半導體光催化N-氘代烷基化反應機理及底物適用性研究。

底物適用性研究表明，該氘代策略適用于系列伯胺、仲胺。醚、氯代物、腈基、酯基等官能團均良好兼容。雜環、長鏈脂肪胺亦可通過該方法順利進行氘代烷基化反應。以其他氘代醇替代氘代甲醇時，還可實現N-氘代烷基化反應，如引入N-C2D5。圖2數據表明該方法反應溫和、產率高、選擇性好，氘代率高，官能團適用性良好，具有實用化、規模化制備氘標記N-烷基類藥物的潛力。

利用該方法隨后制備了一系列重要的氘標記N-烷基類藥物及生物活性分子，如實現了對雄激素拮抗劑氟他胺，非甾體抗炎藥尼美蘇利，局部麻醉藥丁卡因、非中樞神經興奮劑阿托莫西汀等商業化藥物高效、溫和N-氘甲基化反應，產率高達94%，氘代率均高于95%；實現了抗抑郁藥丙咪嗪-d3，抗真菌藥布替萘芬-d3，阿爾維林-d5系列氘代藥物快速制備，產率較高92%，氘代率均大于95%。抗精神藥物洛沙平-d3和抗心律失常藥物多非利特-d3等克級規模制備進一步驗證該方法的實用