突破百年難題！北京大學(xué)最新Nature！

烯烴和炔烴是有機(jī)合成中最基礎(chǔ)的兩種結(jié)構(gòu)單元，在醫(yī)藥、材料和復(fù)雜分子構(gòu)建中扮演著不可或缺的角色。然而，盡管從炔烴到烯烴的加氫反應(yīng)早已成熟，其逆向過(guò)程——將烯烴直接轉(zhuǎn)化為炔烴——卻是一個(gè)自1861年馬科尼科夫報(bào)道鹵代-消除法以來(lái)長(zhǎng)期未解的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)方法依賴強(qiáng)堿或高溫，條件劇烈，官能團(tuán)兼容性差，嚴(yán)重限制了其在復(fù)雜分子后期修飾中的應(yīng)用。如何在溫和條件下實(shí)現(xiàn)烯烴的去飽和轉(zhuǎn)化，一直是合成化學(xué)家追逐的“圣杯”。

2026年3月17日，北京大學(xué)藥學(xué)院天然藥物及仿生藥物全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室焦寧教授團(tuán)隊(duì)在《Nature》期刊發(fā)表了題為“Selenanthrene catalysis enables direct alkene-to-alkyne dehydrogenation”的研究論文。該研究由蒙駿鴻、梁亦奇、徐瑞麟等共同完成，通訊作者為焦寧教授。研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)設(shè)計(jì)一種新型可循環(huán)使用的硒蒽試劑，成功實(shí)現(xiàn)了在溫和條件下將烯烴直接轉(zhuǎn)化為炔烴，解決了這一跨越百余年的合成難題。

研究團(tuán)隊(duì)首先設(shè)計(jì)并合成了硒蒽及其氧化物，通過(guò)與三氟甲磺酸酐作用生成高活性親電物種，在碳酸銫存在下于35°C即可將E-烯烴高效轉(zhuǎn)化為炔烴，產(chǎn)率高達(dá)80-90%。與傳統(tǒng)的硫試劑相比，硒試劑顯著抑制了共軛二烯副產(chǎn)物的生成，展現(xiàn)出優(yōu)異的選擇性。

該方法的官能團(tuán)兼容性極為出色，能夠耐受烷基氯、溴、對(duì)甲苯磺酸酯、Fmoc、三氟乙酸酯、環(huán)氧化物等傳統(tǒng)方法難以兼容的基團(tuán)，甚至可與羧酸、胺、酰胺、疊氮、醛甚至炔烴等活性基團(tuán)共存，展現(xiàn)出強(qiáng)大的后期編輯能力。

研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，通過(guò)更換堿為NaOH或KOtBu，該方法還可適用于Z-烯烴和末端烯烴的轉(zhuǎn)化，甚至可直接處理Z/E混合烯烴，高效得到單一炔烴產(chǎn)物。反應(yīng)后硒試劑可以幾乎定量回收并重新氧化使用，體現(xiàn)了良好的可持續(xù)性。

在復(fù)雜分子修飾方面，研究團(tuán)隊(duì)成功將該方法應(yīng)用于含多個(gè)烯烴的天然產(chǎn)物、藥物分子及環(huán)肽中，甚至實(shí)現(xiàn)了對(duì)dasatinib衍生物的選擇性修飾。此外，結(jié)合烷烴脫氫策略，還可將烷烴兩步轉(zhuǎn)化為炔烴，極大拓展了底物范圍。

值得一提的是，該方法還可實(shí)現(xiàn)烯烴的構(gòu)型反轉(zhuǎn)。通過(guò)弱堿NaHCO?處理，可立體專一性地捕獲烯基硒蒽鹽中間體，進(jìn)而通過(guò)鈀或鈷催化的還原反應(yīng)，以氘代或氫代形式高保留率恢復(fù)原烯烴構(gòu)型。利用E/Z中間體在堿作用下的反應(yīng)性差異，研究團(tuán)隊(duì)還首次實(shí)現(xiàn)了對(duì)E/Z混合烯烴的化學(xué)分選，選擇性轉(zhuǎn)化E-烯烴為炔烴，而Z-烯烴得以回收。

機(jī)理研究表明，在兩種反應(yīng)條件下分別形成了硒蒽雙陽(yáng)離子和自由基陽(yáng)離子活性物種，二者均通過(guò)[4+2]環(huán)加成與烯烴生成單加合物，再經(jīng)堿促進(jìn)的兩次消除得到炔烴。自由基鐘實(shí)驗(yàn)排除了自由基路徑，X射線晶體學(xué)確證了關(guān)鍵中間體的結(jié)構(gòu)。

該研究不僅提供了一種高效、溫和、可回收的烯烴直接脫氫成炔新策略，也為復(fù)雜分子的后期修飾、藥物篩選和材料功能化開(kāi)辟了新途徑。

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