Nature：北京大學(xué)破解世界難題，用了130年前的“舊鑰匙”

炔烴在有機(jī)化學(xué)中被廣泛用作原料化學(xué)品和功能基團(tuán)。然而，雖然從炔烴到烯烴的氫化反應(yīng)已得到充分證實(shí)，但將烯烴轉(zhuǎn)化為炔烴的典型方法——即反向反應(yīng)——是基于 19 世紀(jì) 60 年代報(bào)道的消除化學(xué)反應(yīng)，并且需要強(qiáng)堿或高溫等強(qiáng)制條件 。這限制了其在功能分子上的更廣泛應(yīng)用。

2026年3月16日，北京大學(xué)焦寧團(tuán)隊(duì)（蒙駿鴻為論文第一作者）在Nature在線發(fā)表題為“Direct conversion from alkenes to alkynes”的研究論文，該研究報(bào)道了一種可回收的硒蒽試劑，它能在溫和條件下將烯烴去飽和轉(zhuǎn)化為炔烴。

這種方法與經(jīng)典的離去基團(tuán)和敏感功能基團(tuán)都具有廣泛的兼容性，能夠?qū)⑾N在高效合成復(fù)雜炔烴的后期階段加以應(yīng)用。此外，該平臺還能夠?qū)崿F(xiàn) Z/E 烯烴構(gòu)型反轉(zhuǎn)或分類，這是現(xiàn)有方法無法實(shí)現(xiàn)的，突顯了其在多樣下游衍生化方面的潛力。

炔烴在合成過程中是基礎(chǔ)且用途廣泛的結(jié)構(gòu)單元，能夠快速合成藥物、材料和復(fù)雜分子。然而，與成熟的炔烴轉(zhuǎn)化為烯烴的氫化反應(yīng)不同，將烯烴直接轉(zhuǎn)化為炔烴仍然是合成化學(xué)中一個(gè)長期未達(dá)成的目標(biāo)。與烯烴在豐富可用性和廣泛利用方面的平衡相比，炔烴憑借其在合成轉(zhuǎn)化、功能分子發(fā)現(xiàn)和材料科學(xué)中的關(guān)鍵作用，提供了相當(dāng)廣泛的實(shí)用性，但其可用性卻明顯低于烯烴。

對分子骨架的直接編輯，包括碳鏈長度、鍵角和剛性的改變，例如將彎曲的烯烴轉(zhuǎn)化為線性的炔烴，能夠快速獲得結(jié)構(gòu)類似物，并能顯著增強(qiáng)生物活性，例如一種 5-HT1A 配體，其受體親和力（ki）從 237 nM 提高到 6.6 nM 。迄今為止，從烯烴到炔烴的最成熟轉(zhuǎn)化方法可追溯至 1861 年Markovnikov的多步鹵化-消除反應(yīng)方案，該方法需要強(qiáng)堿或高溫條件，這極大地限制了官能團(tuán)的耐受性，并且無法進(jìn)行后期的修改操作。

反應(yīng)設(shè)計(jì)與條件（圖源自Nature）

這種轉(zhuǎn)化的挑戰(zhàn)可以這樣解釋：1）脫氫反應(yīng)在熱力學(xué)上極不有利；2）強(qiáng)的烯基 C-H 鍵比較弱的烯丙基 C-H 鍵具有更高的選擇性。自那時(shí)起，尋找一種通用且溫和的策略將烯烴轉(zhuǎn)化為炔烴一直是一個(gè)持續(xù)了近一個(gè)世紀(jì)的長期挑戰(zhàn)。該研究報(bào)告了一種在溫和條件下將烯烴轉(zhuǎn)化為炔烴的實(shí)用且高效的方法。一種經(jīng)過合理設(shè)計(jì)且可回收的硒蒽試劑利用其可調(diào)的氧化態(tài)來驅(qū)動高效的附著-釋放循環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)了長期以來將易得的烯烴直接轉(zhuǎn)化為炔烴的目標(biāo)。

值得注意的是，該方案與經(jīng)典的離去基團(tuán)和敏感官能團(tuán)表現(xiàn)出極佳的兼容性，突顯了其在后期分子編輯中的可行性。這種策略還為增值炔烴的合成提供了一種高效的方法，使它們更加容易獲得，從而為炔烴作為多功能中間體的更頻繁應(yīng)用開辟了道路。此外，該平臺還能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)有策略無法實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)化，包括通過炔烴作為中間體實(shí)現(xiàn) Z/E 烯烴構(gòu)型反轉(zhuǎn)以及在 Z/E 混合物中選擇性消耗 E-烯烴，從而為合成創(chuàng)新提供了新的機(jī)會。

參考消息：

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