碳碳键组成了有机化合物的基本骨架，其断裂振荡对化石动力运用、烧毁聚烯烃及生物资振荡、分子骨架剪辑等范畴至关进攻。举例，石化工业中运用高温、高压或催化条目结束的石油裂化与裂解其骨子是碳碳键断裂经由。碳碳双键在大批化学品、自然居品及药物分子中庸碌存在，复杂分子中的碳碳双键重塑在合成化学和药物发现中起着进攻作用（图1A）。弥远以来，碳碳双键的断裂振荡样子有限，主要皆集于传统的氧化响应和烯烃复理会（获2005年诺贝尔化学奖），差异将碳碳双键振荡为碳氧键和新的碳碳键。但是，经过碳碳双键断裂将氮原子引入分子中的氮化响应很少被结束（图1B）。由于含氮化合物被庸碌应用在在农药、香料、染料、材料等范畴足球投注app，向分子中引入氮这一进攻的人命元素有时显赫普及分子功能或成药性，精确、高效的氮化响应一直是被合成化学柔和的范畴之一。但是，由于碳碳键键能高、活性低、采选性难以截止，尤其是复杂分子中存在多个响应位点、响应环境复杂，结束复杂分子的碳碳双键断裂氮化响应更具挑战（图1C）。

图1.碳碳双键解构重塑复杂烯烃筹办详细

据报谈，β-叠氮醇在氧化条目下不错发生碳碳键断裂振荡为羰基腈。辘集在碳碳键断裂振荡（Acc.Chem.Res.2014,47,1137;Acc.Chem.Res.2017,50,1640）和分子骨架剪辑（Acc.Chem.Res.2024,57,3161;Acc.Chem.Res.2025,10.1021/acs.accounts.4c00846）范畴的筹办基础，北京大学焦宁考验（点击稽查先容）课题组设思能否运用其发展的级联活化和熵增重构政策，通过引入氮、氧活性基团结束碳碳双键氮化以及复杂分子重塑？近日，他们发展了一种非均相铜催化的烯烃需氧氮化响应，通过瞎想合成非均相铜催化剂，结束了烯烃类复杂分子到羰基腈的振荡，完成了药物、自然居品等复杂分子骨架的精确剪辑（图1D）。有关着力发表在Science上，焦宁课题组19级博士生程增瑞、18级博士生王琛、已出站博士后黄开盟、陈莉莉为本文共同第一作家，中石化石油化工科学筹办院有限公司夏弥远筹办员和焦宁考验为该职责的共同通信作家。值得一提的是，焦宁教讲课题组前期基于碳碳键断裂还是结束了硝基甲烷手脚氮源的施密特（Schmidt）响应（Science2020,367,281,点击阅读详备）和苯环的开环振荡（Nature2021,597,64,点击阅读详备），这项职责解锁了他们在碳碳单键、双键、叁键及芳醇环碳碳键断裂振荡筹办范畴又一块进攻拼图。

在确立了最好响应条目后，作家率先对甾体类底物的适用范围进行查抄。甾体类分子的传统修饰和矫正顺次主要针对A或D环，关于中枢骨架（B或C环）的矫正在仍然极具挑战性。该顺次可采选性地构建一系列甾体B环5,6位断裂的化合物（3-7），其中化合物5的结构通过X射线单晶衍射获取证明（图2A）。在该条目下，自然居品、药物分子偏抓繁衍物（8-10）也能结束这一排化（图2B），其中前线腺癌休养药物乙酸阿比特龙采选性地在D环断裂而保留了B环的碳碳双键，乳腺癌休养药物醋酸甲地孕酮在此顺次下被振荡为羰基腈11，经过氰基水解和Hofmann重排可被进一步振荡为C7位碳-氮原子交换的居品13（图2C）。

图2.甾体类底物的需氧氮化响应与骨架重塑

该顺次还不错应用于含碳碳双键的萜类化合物的骨架重塑（图3A）。(+)-3-蒈烯被振荡为含顺式环丙烷骨架的14，(+)-α-蒎烯、(-)-α-柏木烯和(-)-诺卜醇偏抓繁衍物等经过碳碳键断裂产生了手性环丁烷和环戊烷结构分子，该响应可兼容羟基、叠氮、酯和酰胺官能团（15,16,21-24）。萜品醇类底物以中等产率获取具有手性季碳中心的化合物（17-19）。(-)-β-石竹烯中的环和环外双键同期断裂，获取反式取代的环丁烷繁衍物20。此外，鉴于氰基在药物分子中的要津作用，作家还筹办了萜类结构中结尾异丁烯基的氮化响应（图3B）。烷基腈（25-29）可由蛇床子素、(S)-(-)-β-香茅醇偏抓乙酸酯、橙花醇和α-红没药醇乙酸酯等化合物制备。此外，糖烯类底物如3,4,6-三-O-乙酰基-D-葡萄烯糖等不错被振荡为氰基取代的甲酸酯（32-34）。居品35不错由羟基保护的D-半乳烯糖获取，可被进一步振荡为1,5-二脱氧-1,5-亚氨基-D-阿拉伯糖醇繁衍物36（图3C）。

图3.萜类和糖烯类底物的需氧氮化响应与骨架重塑

除了复杂分子外，本顺次对mwm.alexuno.cn神圣烯烃底物雷同适用（图4）。关于三取代环烯烃，多样大小的环和不同官能团如苯基、卤素、醚或羰基能被很好地兼容（37-48）。其次，烷基和缺电子芳基取代的烯烃以及含有缩酮、二氢吡喃、N-保护的四氢吡啶、N-保护地3,6-二氢吡啶、酰胺等结构的底物也能以mwm.hudongcun.cn中比及优秀产率响应（49-56）。1,1-二取代烯烃和1,2-二取代烯烃发生碳碳双键断裂生成羰基腈或醛、酮、腈类化合物（58-68）另外，以水作添加剂并裁汰温度进行响适时，烯烃碳碳双键未发生断裂，而是生成β-叠氮基过氧醇类化合物（69-73）。

图4.烯烃底物的需氧氮化响应

催化剂性能测试标明，在以1-苯基环己烯或环己烯-1-甲酸甲酯为底物进行响适时，CuO/h-TS-1催化剂被重迭使用7次而催化活性莫得显赫衰减。每次mwm.cnees.cn轮回后通过ICP-AES测定溶剂中的铜含量，收尾流露CuO/h-TS-1中的铜险些莫得流失（<1ppm）（图5A）。其次，作家进行了对真确践来筹办催化剂的作用（图5B）。在CuO/h-TS-1和h-TS-1的存鄙人，β-叠氮基过氧醇69差异以81%和21%的收率振荡为羰基腈2。此外，化合物69还不错在莫得催化剂的情况下部分振荡为居品2，这标明CuO/h-TS-1在β-叠氮基过氧醇的碳碳键断裂经由中mwm.dngwg.cn起到了显赫的促进作用。该响应不可在氩气敌对下发生，辘集18O符号实考据明居品中的氧原子来自氧气。此外，X射线光电子能谱（XPS）分析标明了铜物种主要处于+2氧化态（图5C）。透射电子显微镜（TEM）标明氧化铜纳米颗粒的粒径差异在2.22±0.95nm（图5D），流露CuO的(200)和(110)晶面间距差异为0.236nm和0.271nm（图5E），元素漫衍测试（TEM-EDS）标明沸石颗粒中的Cu、Si和Ti物种均匀漫衍，这与XPS和TEM的收尾一致（图5F）。

图5.机理筹办和催化剂表征

临了，作家还对该响应机制进行了密度泛函（DFT）谋略，并提议了mwm.hualuzhu.cn可能的响应机理（图5G）。谋略标明，该响应通过一个要津的铜援救O-O键断裂体式进行。底物经过叠氮摆脱基加成和O2拿获后造成中间体INT2，并与[CuO]催化剂辘集造成INT3。INT3发生O-O键均裂生成INT4和[CuO]O•物种。INT3经过渡态TS2发生碳碳键断裂到INT5的能垒为21.2kcal/mol，这是响应的决速步。接下来，α-叠氮摆脱基发生N−N键断裂开释出N2生成中间体INT6，这是一个显赫放热的经由。最终足球投注app，[CuO]O•物种攫氢生成居品，同期开释出的[CuO]OH物种能进一步氧化TMSN3生成叠氮摆脱基，从而完成催化轮回。因此，CuO不仅手脚激勉叠氮摆脱基的高效催化剂，还手脚O-O键均裂和碳碳键断裂的的促进剂。