北大团队激活百余年硒蒽试剂破解烯烃高效转化炔烃难题并登《自然》

有机化学领域,烯烃高效转化为炔烃长期被视为“圣杯级”难题;自1861年俄国化学家马尔科夫尼科夫首次尝试以来,此课题已困扰科学界160余年。传统方法主要受制于两大瓶颈:其一通常需要150℃以上高温并依赖强碱体系,能耗高;其二对药物分子中常见的酯、酰胺等敏感基团不够友好,副产物比例常超过30%。北京大学焦宁教授团队另辟蹊径,将研究重点放在一种长期被低估的化学试剂上——1894年合成的硒蒽化合物。这个一度被冷落的“老试剂”,在新的反应设计中显示出关键作用。团队提出“级联活化”策略,使反应过程更像可控的分子层面操作:先以三氟甲磺酸酐活化硒蒽试剂,与烯烃生成稳定中间体;再在弱碱条件下有序脱氢,实现碳碳双键向三键的精准转化。该技术的优势体现在多上:反应温度降至35℃左右,显著降低能耗;产率提升至80%—90%,明显优于传统路线;更重要的是,对数十种敏感基团意义在于良好兼容性,能够复杂药物分子上实现选择性修饰。值得关注的是,该方法还可实现顺反烯烃异构体之间的相互转化,为有关合成带来新的调控空间。应用前景上,这项基础研究已在多个方向显现价值。在医药研发中,研究已用于抗癌药物达沙替尼衍生物的结构修饰,有望降低靶向药物的优化成本与时间投入。在材料科学领域,该方法为导电聚合物、液晶材料等功能材料的制备提供了新的合成思路。对精细化工而言,香料、染料等产品的合成效率也有望随之提升。更深层在于,这项工作提供了另一种创新路径:硒蒽试剂的“再发现”说明,突破未必来自追逐热点,被忽视的方向同样可能孕育关键进展。焦宁团队长期持续的探索,使这类“沉寂工具”重新进入高效合成方法的核心视野。

从方法学层面看,让烯烃在温和条件下“变炔烃”,不只是反应条件的优化,更反映了合成思路的更新——以更精准、可控、可持续的方式重塑关键化学键;基础研究的价值,常在于以机制换效率、以长期投入换取更广的应用空间。面向未来,持续夯实原创性、体系化的基础研究能力,并完善从实验室到产业端的验证与转化链条,才能让更多“沉睡的工具”成为推动新药创制与新材料发展的现实支撑。