來源：北京大學(xué)

烯烴與炔烴，是現(xiàn)代合成化學(xué)的重要基石；烯烴來源豐富、價格低廉，炔烴種類有限、價格高昂卻功能強(qiáng)大，如何將烯烴一步轉(zhuǎn)化為炔烴，成為困擾科學(xué)界長達(dá)一個多世紀(jì)的難題。烯烴與炔烴的轉(zhuǎn)化進(jìn)展屢屢獲得諾貝爾獎，一旦突破，將為藥物研發(fā)和新材料的設(shè)計，打開一扇前所未有的大門。

2026年3月17日凌晨，北京大學(xué)藥學(xué)院焦寧教授課題組在Nature上在線發(fā)表題為“Directconversion from alkenes to alkynes”研究論文，巧妙借助一種塵封130余年的硒蒽試劑，攻克了160余年以來由烯烴合成炔烴的化學(xué)難題。團(tuán)隊另辟蹊徑，用一把被遺忘百余年的“舊鑰匙”——硒蒽試劑，成功將豐富廉價的烯烴，精準(zhǔn)重塑為高價值的炔烴，打通了分子合成的“高速公路”，這一突破不僅解鎖了含炔分子的高效合成，更將為醫(yī)藥健康、材料科學(xué)等領(lǐng)域帶來源頭創(chuàng)新的無限可能。

北京大學(xué)藥學(xué)院2022級直博生蒙駿鴻為論文第一作者，焦寧教授為通訊作者。北京大學(xué)藥學(xué)院和天然藥物及仿生藥物全國重點實驗室為第一通訊單位。

焦寧教授及團(tuán)隊合影

烯烴與炔烴，是現(xiàn)代合成化學(xué)的重要基石——它們不僅支撐著醫(yī)藥健康、材料科學(xué)，也早已深入我們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷?。烯烴來源豐富、成本低廉，與其廣泛應(yīng)用形成了良性平衡；而炔烴的供給卻遠(yuǎn)無法滿足需求——其種類有限、價格高昂，嚴(yán)重制約了下游應(yīng)用的發(fā)展。

如何將廉價豐富的烯烴高效轉(zhuǎn)化為炔烴，是科學(xué)界持續(xù)關(guān)注的焦點問題。

這一探索可追溯至19世紀(jì)。著名的馬氏規(guī)則提出者馬爾科夫尼科夫首次報道了由烯烴合成炔烴的方法，但該方法條件苛刻，需使用高溫、強(qiáng)堿，絕大多數(shù)含有官能團(tuán)的分子無法耐受，應(yīng)用范圍極為有限。此后160余年，化學(xué)界持續(xù)攻關(guān)，卻始終未能找到一種溫和、實用的替代方案。

另辟蹊徑，一把塵封已久的鑰匙

硒蒽，碳碳鍵轉(zhuǎn)化的“點金術(shù)士”

北京大學(xué)焦寧團(tuán)隊在碳碳鍵的重構(gòu)與轉(zhuǎn)化該領(lǐng)域已經(jīng)深耕多年并積累了豐富經(jīng)驗，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（Acc. Chem. Res. 2017, 50, 1640）和鹵化（Acc. Chem. Res. 2024, 57, 3161）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19世紀(jì)末的含硒雜環(huán)分子——Selenanthrene（硒蒽）兼具這種對烯烴“上得去、下得來”的雙重潛力。

焦寧團(tuán)隊深入研究發(fā)現(xiàn)，硒蒽具有獨特的結(jié)構(gòu)與活性。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，并在弱堿條件溫和條件下完成“下得來”的過程。通過對反應(yīng)機(jī)制的深入解析，團(tuán)隊以反應(yīng)中間體為切入點，發(fā)展了一系列靈活的轉(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。

“硒蒽”介導(dǎo)的烯烴制備炔烴反應(yīng)，及代表性轉(zhuǎn)化應(yīng)用展示

焦寧教授團(tuán)隊開發(fā)的這種基于硒蒽試劑的溫和、高效、可回收的烯烴直接脫氫成炔新方法，不僅具備廣泛的底物普適性和官能團(tuán)耐受性，還可實現(xiàn)烯烴構(gòu)型的反轉(zhuǎn)與選擇性分離，展現(xiàn)出超越傳統(tǒng)方法的合成潛力。未來，該平臺有望在藥物發(fā)現(xiàn)、天然產(chǎn)物修飾和功能材料合成中發(fā)揮重要作用，推動炔烴作為多功能中間體的更廣泛應(yīng)用。研究團(tuán)隊已就此技術(shù)申請專利，為實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

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