Nature 重磅！北大团队攻克百年有机合成难题 | 乐研试剂

2026年3月16日，北京大学焦宁团队于《Nature》发表突破性研究，首次发展可循环硒蒽试剂体系，实现温和条件下烯烃至炔烃的直接高效转化，攻克有机合成领域延续160余年的科学难题。该方法官能团兼容性优异、底物普适性广，可用于复杂分子后期骨架编辑；与高效叠氮转移试剂联用，结合乐研数万种现货烯烃、伯胺原料，大幅拓展点击化学应用边界，为药物合成、材料创制提供高效、可规模化的全新技术路径。

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科学问题与传统瓶颈

炔烃是有机合成、药物化学及材料科学中关键的结构单元与合成砌块。相较于炔烃至烯烃的成熟氢化方法，烯烃逆向转化为炔烃长期存在显著挑战：传统卤化–消除路线需强碱、高温等强制条件，官能团耐受性差，易生成共轭二烯副产物，难以应用于复杂分子后期修饰，限制高附加值炔烃的高效制备（图1）。

图1

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核心试剂：硒蒽与氧代硒蒽

的设计、合成与性质

A

试剂结构与制备

● 硒蒽（S1）：以二苯并硒杂蒽为核心骨架，一步合成结合重结晶纯化，可实现百克级规模化制备，工艺简便、易于放大，商业化前景好。

● 氧代硒蒽（S2）：由硒蒽经间氯过氧苯甲酸（mCPBA）定量氧化得到，反应后可高效回收再生，循环利用率高（图2）。

图2

B

关键理化与反应特性

●氧化态可调，可形成双阳离子与自由基阳离子两类活性中间体，适配不同底物类型；

●硒鎓离子离去能力优异，选择性抑制烯丙基消除，从机制层面降低二烯生成；

●反应条件温和（35 ℃），操作简便，稳定性良好，具备工业化应用潜力。

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反应机制与转化特点

活性氧代硒蒽与三氟甲磺酸酐（Tf₂O）原位生成高亲电硒活性物种，与烯烃发生[4+2]环加成，经碱介导分步消除得到炔烃产物；反应结束后硒骨架再生为硒蒽（S1），氧化后回到氧代硒蒽（S2），完成循环转化。该路径热力学可行、选择性优异，实现传统硫试剂无法达成的炔烃专一性转化（图3）。

图3

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底物范围与适用场景

该体系对烯烃底物具有广谱适用性：可高效转化E‑烯烃、Z‑烯烃、末端烯烃及E/Z混合物；耐受烷基卤、环氧、叠氮、酯、酰胺、醛、羧酸、胺、肽键、杂环等敏感官能团；适用于天然产物、药物分子、环肽等复杂体系的后期骨架编辑，解决传统方法难以实现的高难度炔烃合成（图4）。

图4

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合成应用与产业价值

1. 降低高价值炔烃的生产成本：部分特殊炔烃（如环十二炔）市场价格高达 2900 美元 / 克，其合成依赖复杂前体和多步反应；该技术可通过廉价烯烃直接转化，大幅缩短合成路线，推动高价值炔烃的规模化生产，降低医药、材料领域的原料成本（图5）。

图5

2. 赋能药物与材料创新：在医药领域，炔基是药物分子中的重要活性基团（如 click 化学中的关键砌块），该方法可以大宗易得烯烃为原料，快速制备传统方法难以获得的功能化炔烃，提升分子多样性与生物活性改造效率。在材料领域，可通过烯烃修饰引入炔基官能团，调控材料的刚性、导电性等性能，为功能材料（如共轭聚合物、液晶材料）的研发提供新路径。

双试剂联用，重构点击化学供给链

北京大学焦宁团队的硒蒽试剂可将烯烃高效转化为炔烃；上海交通大学董佳家团队以及上海有机所薛小松团队的叠氮转移试剂（CAS：2179072-33-2，CAS：3048437-43-7 )可将伯胺高效转化为叠氮。目前乐研可提供数万种高纯度烯烃与伯胺现货原料，品类丰富、供应稳定，为炔烃–叠氮点击化学提供充足底物支撑，显著降低合成成本、缩短研发周期，推动药物分子、生物探针与功能材料的高效开发与规模化制备。

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产业化潜力与展望

该技术北京大学已提交专利申请（CN2025118055882），具备明确的产业化基础：试剂可百克级制备，反应条件温和易放大，且兼容工业生产中的常见底物与设备。该技术的产业潜力源于对传统工艺的颠覆性优化，以及对高价值领域需求的精准适配。期待硒蒽试剂在乐研上线。