图 通过碳碳双键解构实现骨架分子编辑

　　在国家自然科学基金项目（批准号：22293014、22131002、22161142019）等资助下，北京大学焦宁团队与中石化石油化工科学研究院有限公司舒兴田团队合作在碳碳键断裂转化领域取得进展，相关成果以“通过碳碳双键解构实现复杂烯烃的催化重塑（Catalytic remodeling of complex alkenes to oxonitriles through C=C double bond deconstruction）”为题，于2025年3月6日在线发表于《科学》（Science）杂志上。论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.adq8918。

　　碳碳双键断裂转化对大宗化学品利用、废弃聚烯烃及生物质转化、分子骨架编辑等领域至关重要。长期以来，碳碳双键的断裂转化方式有限，主要集中于传统的氧化反应和烯烃复分解反应，分别将碳碳双键转化为碳氧键和新的碳碳键。鉴于含氮化合物在香料、染料、材料及医药等领域的重要性，精准、高效的氮化反应一直是合成化学重点关注的领域之一。然而，由于碳碳（C=C）键能高、活性低、选择性难以控制，在碳碳双键断裂的同时将氮原子引入分子中的氮化反应很少被实现，尤其是复杂分子中往往存在多个反应位点、反应环境复杂，实现复杂分子的双键断裂氮化反应仍是亟待解决的难题。

　　针对该难题，上述研究团队利用非均相铜催化，通过控制叠氮自由基高效引发和诱导O-O键均裂，实现了烯烃高效、高选择性的双键断裂需氧氮化反应。该方法不仅适用于简单烯烃底物的转化，还能广泛应用于甾体、萜类和糖烯类等复杂分子的骨架重塑。例如，乳腺癌治疗药物醋酸甲地孕酮在此方法下可进一步转化为C7位碳-氮原子交换的骨架重塑产物。D-半乳烯糖衍生物可被转化为脱氧阿拉伯糖醇衍生物。该研究为优势骨架分子编辑及合成提供了一种新颖、有效的工具。