北大攻克160余年化学难题!
3月17日凌晨,北京大学药学院焦宁教授团队在国际顶尖期刊《自然》在线发表重磅研究成果,首次实现将廉价烯烃高效转化为高价值炔烃,攻克了自1861年以来困扰化学界的世纪难题。
消息一出,迅速引爆学术圈和社交媒体,网友们直呼:“这才是真正的‘化’腐朽为神奇!”
烯烃与炔烃,是现代合成化学的两块基石。从塑料到药品,从材料到农药,它们无处不在。然而,这对“孪生兄弟”的命运却天差地别:烯烃来源丰富、价格低廉;炔烃种类有限、身价不菲,严重制约了其应用。
更关键的是,烯烃中的碳碳双键是“折线形”骨架,而炔烃中的碳碳三键是“直线形”结构。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,为药物研发和新材料设计打开一扇前所未有的大门。
这个念头,化学家们琢磨了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,绝大多数含有官能团的分子无法耐受。此后一个多世纪,全球科学家无数探索都无功而返,这道难题仿佛被岁月尘封。
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,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,该试剂展现出惊人的双重天赋:一方面能精准地“贴”上烯烃,完成加成;另一方面,在弱碱、温和条件下又能潇洒地“功成身退”,完成消除。
一加一减之间,弯折的烯烃被高效地“拉直”成了炔烃。“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。
消息登上热搜后,网友评论区呈现出有趣的分层。大部分网友虽看不懂深奥的化学原理,但不妨碍他们“不明觉厉”:“虽然每个字都认识,但连在一起完全听不懂,只觉得太牛了!”“北大yyds!这种基础科学的突破,才是真正的硬核实力。”
有化学专业的网友化身“课代表”科普:“简单说,烯烃便宜但不好用,炔烃好用但太贵。现在能用一把‘旧钥匙’把便宜的变成好用的,相当于把面粉直接做成面包,省去了中间商赚差价。”
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