如何将来源丰富、价格低廉的烯烃，一步转化为功能强大的炔烃，是困扰化学界100余年的难题。北京大学药学院焦宁教授课题组借助一种“尘封”130余年的老试剂硒蒽，打通分子合成的“高速公路”，让烯烃在温和条件下高效转化为炔烃，为结构多样性炔烃的快速获取及新药研发奠定了基础。相关论文17日在线发表于国际学术期刊《自然》上。
烯烃和炔烃，是现代合成化学的重要基石。二者虽同为碳碳不饱和键化合物，处境却天差地别。烯烃分子来源广、价格低，炔烃种类有限、价格高昂。烯烃分子碳碳双键呈“折线形”，炔烃的碳碳三键则呈“直线形”，将烯烃中的碳碳双键“拉直”为炔烃直线型的三键，能改变分子整体性质，为新药研发和功能分子创制提供更多可能。
这一看似简单的“角度编辑”，实则是对分子骨架的深度重构。传统方法往往需要高温、强碱等苛刻条件，应用范围极为有限。自19世纪化学家马尔科夫尼科夫首次尝试由烯烃合成炔烃以来，160多年间，化学家们始终未能找到一种温和、实用的方法。
在碳碳键重构与转化领域深耕多年的焦宁团队没有沿着前人使用卤素试剂的旧路继续走，而是回到化学史的“故纸堆”寻宝。经过系统研究，团队锁定了一种诞生于19世纪末的含硒杂环分子——硒蒽。
自问世130多年来，化学界几乎从未想过将硒蒽用于合成反应。焦宁团队提出级联活化策略，发现硒蒽展现出双重特性：既能“抓住”烯烃进行反应，又能在完成结构改造后温和“脱身”。
在硒蒽的介导下，原本需要苛刻条件的烯烃到炔烃的转化，如今在弱碱温和条件下就能高效、精准地完成。硒蒽只需一步即可大量制备，纯化简单，稳定易储存且可回收循环使用。团队还基于对反应机制的深入解析，做到了此前难以实现的烯烃顺反异构体的互相转化和精准分选。
焦宁表示，该研究不仅拓宽了炔烃的合成路径，更为释放炔烃结构多样性化学的应用潜力奠定了基础。“它有望优化部分精细化学品的供给结构，降低对复杂合成路径的依赖，为医药、农药、材料等领域提供更丰富、更具经济性的炔烃来源。我们还需继续努力，进一步实现硒试剂的催化循环。”焦宁说。
