“烯烃”高效转化为“炔烃”难题被攻克
一把尘封了130多年的“旧钥匙”，被北京大学药学院/天然药物及仿生药物全国重点实验室焦宁教授团队拾起，意外打开了一道困扰世界化学界长达160余年的“锁”。
这是一项关于如何将廉价“烯烃”高效转化为高价值“炔烃”的原创性研究。焦宁介绍，烯烃与炔烃，是现代化学工业的两块基石。从烯烃聚合、硼氢化反应、烯烃复分解到点击化学，相关突破多次获得诺贝尔化学奖，足见其科学与应用价值。从塑料到药品，它们无处不在。然而，这“兄弟俩”的命运却天差地别：烯烃来源丰富，价格低廉；炔烃种类稀少，身价不菲。如果能将储量丰富的折线形烯烃“拉直”为直线型的炔烃，无异于点石成金。
这个念头，化学家们想了160多年。早在1861年，著名“马氏规则”提出者——俄国化学家马尔科夫尼科夫就首次尝试解决这一问题。但他的方法需要高温和强碱，条件太过苛刻，兼容性也不好。此后一个多世纪，全球科学家无数次探索都无功而返，这道难题仿佛被岁月尘封。
焦宁团队的思路，跳出了前人的框架。他们没有像过去160年里的同行那样，执着于使用卤素试剂，而是把目光投向了一个化学数据库里的“老古董”——一种名为“硒蒽”的含硒杂环分子。这种化合物诞生于1894年，但在长达130多年的历史里，合成化学家们对它鲜有问津，几乎只是个躺在目录里的名字，从未被真正用于合成反应。
这枚积满历史尘埃的“旧钥匙”，能行吗？
研究团队发现，硒蒽具有独特的结构与活性。尽管其自身无法直接与烯烃发生反应，但使用经团队发展的级联活化策略，该试剂展现出优异的对烯烃加成“上得去”的活性，并在温和条件下完成“下得来”的过程。它就像一位“做好事不留名”的活雷锋，在二者之间架起一座天桥桥梁，精准符合了高效驱动烯烃向炔烃转化的要求。
“整个过程，不再是过去那种摧枯拉朽式的强攻，而是一场精巧、温和的化学手术。”焦宁说，正因条件温和，这套新方法展现出惊人的包容性。过去无法耐受高温强碱的敏感基团，如今都能安然无恙。无论是反式、顺式还是末端的烯烃，都能顺利转化。同时，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。“这意味着一大批廉价易得的商品化或天然来源的烯烃，都可以变身为结构多样的高价炔烃，为新药研发提供了源源不断的‘积木’。”
更有趣的是，通过深入解析反应机制，研究团队还能像玩魔方一样，精准操控分子的立体构型，实现顺式和反式异构体之间的互相转化，甚至是分选。这在此前是难以想象的。该方法不仅拓宽了炔烃的合成路径，更为释放炔烃结构多样性的化学应用潜力奠定了坚实基础。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、更经济的炔烃来源。（记者晋浩天）