3月16日，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在《自然》上在线发表题为“烯烃直接转化为炔烃”的原创论文。团队借助一种硒蒽试剂，攻克了自1861年始，由烯烃合成炔烃反应条件苛刻、适用范围窄的长期难题，为结构多样性炔烃的快速获取及新药研发奠定了基础。

焦宁团队合影。（课题组供图）

“本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。该方法有望拓宽炔烃的合成途径，为释放炔烃化学的应用潜力奠定基础。”论文通讯作者焦宁告诉《中国科学报》，更重要的是，烯烃向炔烃的转化通道已被打通，这将有望革新合成设计理念——通过先前无法实现的路线设计，加速含炔功能分子的创制并降低其成本。

此外，鉴于烯烃骨架在药物与天然产物中的普遍存在，这一炔基化改造方法的建立，也为相应功能分子的结构修饰提供了便捷工具，有望助力“老药新用”策略发掘新药。

烯烃与炔烃，是现代合成化学的重要基石。然而，如何将廉价烯烃高效转化为炔烃，成为科学界持续关注的焦点。

这一探索始于1861年，著名的马氏规则的提出者马尔科夫尼科夫首次报道由烯烃合成炔烃，但方法需高温强碱，官能团兼容性差。遗憾的是，此后160余年，始终未出现温和实用的替代方案。

焦宁团队另辟蹊径，没有继续选择160余年来都在使用的卤素，而是设计并寻找具备活化与离去双重优越能力的新型试剂作为开启这一难题的钥匙。经过系统研究，结合团队对其氧化和卤化体系中针对硫（S）、硒（Se）试剂的催化性能研究，最终发现一种诞生于1896年的含硒杂环分子——硒蒽（Selenanthrene）兼具这种对烯烃“上得去、下得来”的双重潜力。有趣的是，自问世130余年以来，合成化学家们对该类分子鲜有问津，几乎未有研究将其应用于合成反应之中。正是这枚积满历史尘埃的“旧钥匙”，被团队用来打开一道尘封了160余年的“锁”。

深入研究发现，硒蒽具有独特的结构与活性，且只需一步即可大量制备、纯化简单、稳定易储存。尽管其自身无法直接与烯烃发生反应，但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，并在弱碱、温和条件下完成“下得来”的过程，且可被回收循环使用，从而高效驱动烯烃向炔烃的转化。

该方法由于其条件温和，展现出优异的官能团兼容性：不仅对易发生消除或取代的敏感基团，如卤代烷、对甲苯磺酸酯（OTs）、芴基甲氧基羰基（Fmoc）、三氟乙酸酯、环氧基等，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。此外，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。

通过对反应机制的深入解析，团队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。例如，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。

北京大学药学院2022级直博生蒙骏鸿为论文第一作者，北京大学药学院和天然药物及仿生药物全国重点实验室为第一通讯单位。该项研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划和新基石科学基金等项目支持。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41586-026-10372-3