點贊！北大攻克困擾160年的世紀難題，焦寧團隊功勛卓著

2026年3月17日凌晨，國際頂級學術期刊《自然》（Nature）在線發表了一項來自中國科學家的突破性研究。北京大學藥學院、天然藥物及仿生藥物全國重點實驗室焦寧教授團隊，借助一種誕生于1894年、塵封了130余年的古老試劑——硒蒽（Selenanthrene），成功攻克了自1861年以來困擾全球化學界的核心難題：如何將廉價、豐富的烯烴高效、溫和地轉化為高價值的炔烴。這項被譽為“用舊鑰匙打開舊鎖”的原創性工作，不僅為合成化學提供了全新的“分子編輯”工具，更可能重塑醫藥、材料等關鍵產業的底層邏輯。

焦寧教授，北京大學藥學院博雅特聘教授、天然藥物及仿生藥物全國重點實驗室副主任，是國家杰出青年科學基金獲得者、新基石研究員。他的科研生涯始于山東大學和中國科學院上海有機化學研究所，后在德國馬普煤炭研究所從事博士后研究，于2007年加入北京大學。焦寧教授長期致力于綠色合成化學、分子骨架編輯以及基于代謝性疾病的新藥發現研究，在碳碳鍵活化、氧化、氮化、鹵化等反應領域取得了一系列國際矚目的成果。

焦寧團隊的核心研究方向是發展新穎、高效的合成方法學，實現對分子骨架的精準“編輯”與重構。他們提出的“級聯活化”和“熵增重構”策略，為復雜分子的合成與修飾開辟了新路徑。近年來，團隊在《科學》（Science）、《自然》等頂級期刊上連續發表重要工作，例如實現了碳碳單鍵的氮化重構、苯環的開環轉化以及碳碳雙鍵的斷裂重構，為本次攻克烯烴制炔烴的百年難題奠定了堅實的方法論基礎。團隊不僅專注于基礎科學前沿，也積極推動成果向應用轉化，其發展的方法已被用于布洛芬、酮洛芬等多種藥物及天然產物的高效修飾。

烯烴和炔烴，是現代合成化學的兩大基石。從塑料、橡膠到藥物、先進材料，人類社會賴以生存的眾多化學品都構建于這兩類不飽和碳碳鍵之上。然而，這對“兄弟”的命運卻截然不同：烯烴（含碳碳雙鍵，C=C）來源極其廣泛，是石油化工的主要產物，價格低廉；而炔烴（含碳碳三鍵，C≡C）雖然反應活性高、用途關鍵，但其合成路徑復雜、種類有限，導致價格高昂，嚴重制約了下游應用。

將儲量豐富的“折線形”烯烴雙鍵，“拉直”轉化為“直線形”的炔烴三鍵，這一看似簡單的“角度編輯”，卻能從根本上改變分子的幾何構型、電子性質和反應活性，為創造新物質提供無限可能。正因如此，如何實現這一轉化，成為有機合成化學家孜孜以求的“圣杯”。

這一探索始于1861年。俄國化學家、著名的“馬氏規則”提出者馬爾科夫尼科夫（Vladimir Markovnikov）首次報道了由烯烴合成炔烴的方法。然而，傳統方法（如鹵化-消除法）存在致命缺陷：反應條件極其苛刻，需要高溫、強堿（如KOH、NaNH?）環境。

這種“暴力”手段如同用炸藥拆房子，在改造分子骨架的同時，極易破壞分子上其他脆弱的官能團（如氨基、羧基、醛基、酰胺鍵等），導致官能團兼容性極差。此外，傳統方法對烯烴的立體構型（順式/反式）缺乏控制力，無法實現異構體的相互轉化或精準分離。

在長達160余年的時間里，全球化學家前赴后繼，但始終未能找到一種溫和、通用、高效的替代方案。這道難題，仿佛被歲月塵封，成為橫亙在合成化學發展道路上的一道天塹。

面對這道百年難題，焦寧團隊沒有沿著前人160年來使用鹵素試劑的舊路繼續走，而是選擇回到化學史的“故紙堆”中尋寶。經過系統性的研究與篩選，他們的目光鎖定在一種誕生于1894年的含硒雜環分子——硒蒽（Selenanthrene）上。令人驚訝的是，自問世130多年來，這個化合物幾乎被合成化學界遺忘，從未被真正應用于重要的合成反應中。

這枚積滿歷史塵埃的“舊鑰匙”，真的能打開160年的“舊鎖”嗎？焦寧團隊憑借在碳碳鍵轉化領域的深厚積累，給出了肯定的答案。他們發現，硒蒽本身并不能直接與烯烴反應，但其獨特的結構蘊含著巨大的潛力。

團隊創造性地發展了“級聯活化”策略，成功喚醒了硒蒽的雙重天賦。在溫和的弱堿條件下，經過活化的硒蒽試劑能夠精準地“抓住”烯烴分子，完成加成步驟（“上得去”）；隨后，它又能在完成結構改造使命后，溫和地從產物中“脫身”離去，完成消除步驟（“下得來”），并且自身可以回收循環使用。在這一精巧的“分子手術”中，硒蒽扮演了高效催化橋梁的角色，驅動著烯烴向炔烴的溫和轉化。

隨著這項溫和、高效、通用的烯烴制炔烴技術從實驗室走向產業應用，它有望優化精細化學品的供給結構，降低對復雜合成路徑的依賴，為醫藥、農藥、材料等領域注入新的活力。中國科學家正從“分子編輯”這一化學最基礎的層面出發，為全球科技創新和產業升級貢獻著關鍵的智慧與方案。