編輯丨王多魚

排版丨水成文

烯烴與炔烴，是現(xiàn)代合成化學(xué)的重要基石。從烯烴聚合、硼氫化反應(yīng)、烯烴復(fù)分解到點擊化學(xué)，相關(guān)突破多次獲得諾貝爾化學(xué)獎，足見其科學(xué)與應(yīng)用價值。然而，與烯烴因來源豐富所形成的供需平衡相比，炔烴的供給遠(yuǎn)不抵需求——種類有限、價格高昂，嚴(yán)重制約了其應(yīng)用。此外，將折線形的烯烴“拉直”為直線型的炔烴，這一局部“角度編輯”可重塑分子整體構(gòu)型與性質(zhì)，為新藥研發(fā)開辟新徑。因此，如何將廉價烯烴高效轉(zhuǎn)化為炔烴，成為科學(xué)界持續(xù)關(guān)注的焦點。

這一探索始于 1861 年，著名的馬氏規(guī)則的提出者馬爾科夫尼科夫首次報道了由烯烴合成炔烴，但方法需高溫強(qiáng)堿，官能團(tuán)兼容性差。遺憾的是，此后 160 余年，始終未出現(xiàn)溫和實用的替代方案。

2026 年 3 月 16 日，北京大學(xué)焦寧教授團(tuán)隊（北京大學(xué)藥學(xué)院 2022 級直博生蒙駿鴻為論文第一作者）在國際頂尖學(xué)術(shù)期刊Nature上發(fā)表了題為：Direct conversion from alkenes to alkynes（烯烴直接轉(zhuǎn)化為炔烴）的原創(chuàng)研究論文。

該研究借助一種硒蒽試劑，攻克了自 1861 年以來由烯烴合成炔烴的反應(yīng)條件苛刻、適用范圍窄的長期難題，為結(jié)構(gòu)多樣性炔烴的快速獲取及新藥研發(fā)奠定了基礎(chǔ)。

北京大學(xué)焦寧團(tuán)隊在碳碳鍵重構(gòu)與轉(zhuǎn)化領(lǐng)域已經(jīng)深耕多年并積累了豐富經(jīng)驗，通過他們提出的“級聯(lián)活化”和“熵增重構(gòu)”策略，團(tuán)隊實現(xiàn)了從碳碳單鍵的氮化重構(gòu)（Science 2020, 367, 281）、到苯環(huán)的開環(huán)轉(zhuǎn)化（Nature2021, 597, 64），再到碳碳雙鍵的斷裂重構(gòu)（Science2025, 387, 1083），一系列成果為本次突破奠定了堅實基礎(chǔ)。

基于上述級聯(lián)活化思路，研究團(tuán)隊另辟蹊徑，沒有繼續(xù)選擇 160 余年來都在使用的鹵素，而是設(shè)計并尋找具備活化與離去雙重優(yōu)越能力的新型試劑作為開啟這一難題的鑰匙。經(jīng)過系統(tǒng)研究，結(jié)合團(tuán)隊對其氧化和鹵化體系中針對硫（S）、硒（Se）試劑的催化性能研究，最終發(fā)現(xiàn)一種誕生于 1894 年的含硒雜環(huán)分子——Selenanthrene（硒蒽）兼具這種對烯烴“上得去、下得來”的雙重潛力。有趣的是，問世 130 余年以來，合成化學(xué)家們對該類分子鮮有問津，幾乎未有研究將其應(yīng)用于合成反應(yīng)之中。正是這枚積滿歷史塵埃的“舊鑰匙”，被團(tuán)隊用來打開一道塵封了160余年的“鎖”。

焦寧團(tuán)隊在碳碳鍵重構(gòu)與轉(zhuǎn)化領(lǐng)域的代表性工作

深入研究發(fā)現(xiàn)，硒蒽具有獨特的結(jié)構(gòu)與活性，且只需一步即可大量制備、純化簡單、穩(wěn)定易儲存。盡管其自身無法直接與烯烴發(fā)生反應(yīng)，但經(jīng)團(tuán)隊發(fā)展的級聯(lián)活化策略，該試劑展現(xiàn)出優(yōu)異的對烯烴加成“上得去”的活性，并在弱堿、溫和條件下完成“下得來”的過程，且可被回收循環(huán)使用，從而高效驅(qū)動烯烴向炔烴的轉(zhuǎn)化。

該方法由于其條件溫和，展現(xiàn)出優(yōu)異的官能團(tuán)兼容性：不僅對易發(fā)生消除或取代的敏感基團(tuán)，如鹵代烷、對甲苯磺酸酯（OTs）、芴基甲氧基羰基（Fmoc）、三氟乙酸酯、環(huán)氧基等，具有良好的耐受性，醛基、羧基、氨基、酰胺基、疊氮基等活性基團(tuán)也可兼容。此外，反式、順式及末端烯烴（包括苯乙烯類底物）均可順利轉(zhuǎn)化，體現(xiàn)了廣泛的底物適用范圍。

硒蒽介導(dǎo)的烯制炔及代表性產(chǎn)物

通過對反應(yīng)機(jī)制的深入解析，研究團(tuán)隊以反應(yīng)中間體為切入點，發(fā)展了一系列立體選擇性的轉(zhuǎn)化策略。例如，可實現(xiàn)烯烴順式與反式異構(gòu)體的互相轉(zhuǎn)化，以及從順反異構(gòu)體混合物中精準(zhǔn)分選出其中一種異構(gòu)體，這是此前已知方法難以實現(xiàn)的。

烯烴順反異構(gòu)體的互相轉(zhuǎn)化及精準(zhǔn)分選

該研究首次實現(xiàn)了以豐富多樣的商品化與天然來源的烯烴為結(jié)構(gòu)模板，快速獲取炔烴，不僅拓寬了結(jié)構(gòu)多樣性炔烴的供給渠道，更為釋放炔烴化學(xué)的應(yīng)用潛力奠定了堅實基礎(chǔ)。

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41586-026-10372-3