北大团队突破百年合成难题 温和路径实现"烯制炔"转化

有机合成化学中,烯烃向炔烃的转化长期是一个技术难题。烯烃原料丰富、成本低廉,而炔烃因其高价值,是药物、农药和新材料合成的关键中间体。此转化被称为"烯制炔"反应,自19世纪俄国化学家马尔科夫尼科夫首次报道以来,就困扰着科学家们。 传统的烯烃转化方法面临显著的技术局限。化学家们长期依赖高温加热、强碱催化等苛刻条件,这些严苛环境会破坏含有敏感官能团的复杂分子,导致许多有应用价值的有机分子无法合成,严重制约了精细化学品和医药中间体的开发效率。 北京大学药学院焦宁教授团队另辟蹊径,基于碳碳键活化与重构的研究积累,创造性地将硒蒽这一诞生于19世纪末的经典试剂重新应用于该领域。通过理论分析和实验验证,团队发现硒蒽具有独特的反应特性,能在室温或接近室温的温和条件下催化烯烃转化。 该研究的创新在于级联活化策略的设计。硒蒽与烯烃中的碳碳双键发生加成反应形成中间体,随后在弱碱作用下离去,最终将碳碳双键转化为碳碳三键。这一过程不仅大幅降低了反应条件的要求,更重要的是能够兼容多种含敏感官能团的复杂分子,大大拓展了反应的适用范围。 这一突破具有重要的应用价值。化学工作者现在可以以商品化和天然来源的烯烃为原料,更快速、更高效地获得所需的炔烃中间体,为药物研发、农药合成和高分子材料开发等产业提供了更便利、更经济的合成路线。相比之下,传统方法往往需要多步骤的复杂策略来规避苛刻条件,新方法有望显著降低这些领域的研发成本和合成难度。 焦宁教授表示,这项研究的完成得益于国家自然科学基金、国家重点研发计划和新基石科学基金等多上支持,充分表明了国家对基础科学研究的重视和对原始创新的鼓励。

从130年前的实验室发现到今天的重大突破,硒蒽的重生印证了科学研究的传承与创新;北京大学的这项研究不仅填补了化学合成的理论空白,更展现了我国科学家攻坚克难的能力。在建设科技强国的征程中,此类原创性突破将为高质量发展注入新动能,也提醒我们:科学探索没有终点,对历史的每一次回望,都可能成为通向未来的钥匙。