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北京大学最新Nature论文:焦宁团队唤醒尘封百年试剂,为炔烃制备及新药研发奠定基础
生物世界· 2026-03-17 08:00
研究背景与意义 - 烯烃与炔烃是现代合成化学的重要基石,相关研究多次获得诺贝尔化学奖[3] - 与来源丰富的烯烃相比,炔烃存在供给远不抵需求的问题,其种类有限、价格高昂,严重制约了应用[3] - 将折线形烯烃转化为直线型炔烃的“角度编辑”可重塑分子整体构型与性质,为新药研发开辟新路径[3] - 自1861年首次报道以来,由烯烃合成炔烃的方法160余年来一直存在反应条件苛刻(需高温强碱)、官能团兼容性差的难题,缺乏温和实用的替代方案[3] 研究成果概述 - 2026年3月16日,北京大学焦宁教授团队在国际顶尖学术期刊《Nature》上发表了题为“Direct conversion from alkenes to alkynes”的原创研究论文[3] - 该研究借助一种硒蒽试剂,攻克了自1861年以来由烯烃合成炔烃的反应条件苛刻、适用范围窄的长期难题[4] - 该成果为结构多样性炔烃的快速获取及新药研发奠定了基础[4] 研究基础与策略创新 - 焦宁团队在碳碳键重构与转化领域深耕多年,通过“级联活化”和“熵增重构”策略,在碳碳单键、苯环、碳碳双键的转化重构方面取得了一系列成果,为本次突破奠定坚实基础[5] - 团队另辟蹊径,没有继续使用160余年来都在使用的卤素,而是设计寻找具备活化与离去双重优越能力的新型试剂[5] - 团队最终发现一种诞生于1894年的含硒杂环分子——硒蒽兼具对烯烃“上得去、下得来”的双重潜力,该分子问世130余年以来鲜有研究将其应用于合成反应[5] 方法优势与特性 - 硒蒽试剂只需一步即可大量制备,且纯化简单、稳定易储存[6] - 经级联活化策略,该试剂在弱碱、温和条件下可高效驱动烯烃向炔烃的转化,且可被回收循环使用[6] - 该方法条件温和,展现出优异的官能团兼容性,对卤代烷、对甲苯磺酸酯、芴基甲氧基羰基、三氟乙酸酯、环氧基等敏感基团具有良好的耐受性,醛基、羧基、氨基、酰胺基、叠氮基等活性基团也可兼容[6] - 反式、顺式及末端烯烃(包括苯乙烯类底物)均可顺利转化,体现了广泛的底物适用范围[6] 衍生应用与影响 - 通过对反应机制的深入解析,以反应中间体为切入点,发展了一系列立体选择性的转化策略[8] - 可实现烯烃顺式与反式异构体的互相转化,以及从顺反异构体混合物中精准分选出其中一种异构体,这是此前已知方法难以实现的[8] - 该研究首次实现了以丰富多样的商品化与天然来源的烯烃为结构模板,快速获取炔烃,拓宽了结构多样性炔烃的供给渠道[10]