點擊化學(xué)及其應(yīng)用

郝嘉偉（北京新英才學(xué)校，北京　100096）

點擊化學(xué)及其應(yīng)用

郝嘉偉（北京新英才學(xué)校，北京100096）

點擊化學(xué)在人們生活中的應(yīng)用越來越廣泛，本文分析點擊化學(xué)的主要內(nèi)容，并且劃分了點擊化學(xué)在DNA標記、細胞標記、修飾材料表面等方面的作用，并且對其發(fā)展前景進行了探究，從而發(fā)現(xiàn)了點擊化學(xué)的主要作用和發(fā)展趨勢，為今后對點擊化學(xué)的研究和發(fā)展提供了借鑒。

點擊化學(xué)；具體應(yīng)用；研究展望

點擊化學(xué)（Click chemistry）是新型的的一種可以在短時間內(nèi)合成大量化合物的新方法，對有機合成化學(xué)來說具有重要的意義。現(xiàn)在點擊化學(xué)已經(jīng)涉及標記DNA的排序、標記細胞的改變、組合樹枝狀化合物、功能聚合物合成、修飾材料表面等區(qū)域，不僅可以為進行化學(xué)研究提高了便利，也為人們的生活帶來巨大的改變。

1　點擊化學(xué)的主要內(nèi)容

點擊化學(xué)在研究中可以經(jīng)過小單元的連接可以在短時間內(nèi)完成多種分子的化學(xué)合成，同時是以碳·雜原子鍵（C～x～C）的連接而衍生的新型化學(xué)方法。通過點擊反應(yīng)可以簡單、快速地得到分子多樣性。其主要特點為：進行合成的材料的比較常見；使反應(yīng)產(chǎn)生的方法比較簡單；不會受到水汽或者氧氣的影響；實驗所獲得的合成物質(zhì)較多；合成物質(zhì)容易處理，比較環(huán)保。由于點擊化學(xué)的優(yōu)勢，其在化學(xué)合成領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用范圍，許多學(xué)者投身入點擊化學(xué)的研究，為化學(xué)合成的發(fā)展做出了貢獻［1］。

而原位點擊化學(xué)（Ⅰn situ click chemistry）是目前點擊化學(xué)在完成合成等應(yīng)用中比較常見的方法。而且在合成的時候，產(chǎn)生點擊反應(yīng)的物質(zhì)可以在溶液中進行反應(yīng)，不用再經(jīng)過干燥或者分離提純的程序，可以和另一種點擊反應(yīng)試劑進行融合并且發(fā)生化學(xué)反應(yīng)［2］。使用這種方法不但可以有效簡化操作程序，也有效縮短反應(yīng)的時間。比如把原位點擊化學(xué)可以應(yīng)用在合成類天然產(chǎn)物的研發(fā)中，通過以酶為反應(yīng)基礎(chǔ)，選擇不同的材料進行融合，可以獲得酶自身的抑制劑。合理選擇存在惰性的反應(yīng)物，實施靶標導(dǎo)向合成可以獲得應(yīng)用廣泛的抑制劑。另外使用炔基與疊氮基把菲啶鹽（Phenanthridinium）與他克林（Tacrine）等抑制劑進行有機結(jié)合，使其可以通過反應(yīng)而獲得對應(yīng)的物質(zhì)。研究中可以使用乙酰膽堿酯酶（AChE）作為具體反應(yīng)的微觀容器，可以對發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)進行有效控制，然后經(jīng)過偶極環(huán)加成反應(yīng)可以，獲得對應(yīng)的抑制劑［3］。

近幾年點擊化學(xué)已經(jīng)在標記DNA的排序、標記細胞的改變、組合樹枝狀化合物、功能聚合物合成、修飾材料表面等區(qū)域，其還有許多作用還未被發(fā)現(xiàn)，需要對其進行深入研究。

2　點擊化學(xué)的主要作用

2.1在修飾材料表面方面的應(yīng)用

利用點擊反應(yīng)的作用可以對材料的外觀進行改變，可以有效解決一些材料在外觀存在的缺陷，使材料的整體價值得以提升。例如一些科學(xué)家利用點擊反應(yīng)把末端二茂鐵單層膜來改變含末端氫的硅表面的方法，所獲得材料具有儲存信息和增強電荷儲存的功能。同時一些科學(xué)家通過點擊反應(yīng)、高能量以及金屬催化偶聯(lián)方式獲得了一種新型的共軛微孔聚合物網(wǎng)絡(luò)，此種材料具有較好的吸附能力，對凈化二氧化碳和氫氣具有重要的作用。

2.2在組合有機物方面的應(yīng)用

通過對目標產(chǎn)物的特性、外觀、結(jié)構(gòu)等特點進行分析，并且經(jīng)過各種材料之間的點擊反應(yīng)，獲得各種各樣的產(chǎn)物。和常規(guī)傳統(tǒng)合成法進行對比，使用點擊反應(yīng)進行合成物質(zhì)，不但可以減少操作的程序，也可以對合成條件進行優(yōu)化。同時對提升目標產(chǎn)物的合成效率也具有重要的作用。例如一些科學(xué)家利用點擊反應(yīng)法的作用來生產(chǎn)與蛋白質(zhì)捕獲物質(zhì)比較相似的抗體，在合成過程中不用對目標蛋白質(zhì)的親合能力進行仔細考慮，并且通過原位點擊反應(yīng)，對抗體的識別空間的擴大產(chǎn)生了巨大的作用，促進了識別結(jié)果的重現(xiàn)。也有科學(xué)家使用疊氮甲基二茂鐵與含炔基的聚合樹狀分子點擊反應(yīng)合成了一種含一苯三唑的新型樹枝狀大分子，也可以使人們對大分子對離子的電化學(xué)傳感特性有了進一步的了解。

2.3在生物標記方面的應(yīng)用

通過點擊化學(xué)的作用來標記信號標記物，并將其應(yīng)用在細胞追蹤中，不但有利于人們的辨認，也可以降低各種因素的干擾，尤其是經(jīng)過利用點擊化學(xué)來作DNA標記有利于人們進行DNA測序。例如科學(xué)家通過利用點擊化學(xué)的作用對細胞實施標記追蹤，不僅可以有效提高標記的效率，也可以減少巨噬細胞的吞噬作用而導(dǎo)致信號失誤。并且也有專家使用點擊化學(xué)標記DNA的方法梳理出了熒光寡核苷酸序列，為DNA測序研究做出了貢獻。

3　結(jié)語

自從點擊化學(xué)的應(yīng)用以來，由于其進行合成的材料的比較常見；使反應(yīng)產(chǎn)生的方法比較簡單；不會受到水汽或者氧氣的影響；實驗所獲得的合成物質(zhì)較多；合成物質(zhì)容易處理，比較環(huán)保。令其無論是在材料研究，還是在有機物合成、生物標記的方面均有突出貢獻。現(xiàn)在點擊化學(xué)已經(jīng)在比較常見的領(lǐng)域從研究成果要應(yīng)用的過程中發(fā)展。但是現(xiàn)在點擊化學(xué)許多功能還未被發(fā)揮出來，因此需要對點擊化學(xué)繼續(xù)觀察，使其可以從DNA標記、細胞標記、修飾材料表面等方面展到表面改性、納米技術(shù)、超分子化學(xué)、高分子合成方面，從而促進化學(xué)研究的進步。

［1］劉清，張秋禹，陳少杰，周健，雷星鋒.巰基～烯/炔點擊化學(xué)研究進展［J］.有機化學(xué)，2015（10）：75～76.

［2］孫重陽，柯福佑，徐洪耀.基于點擊化學(xué)的線性聚三唑高分子材料的制備與性能［J］.高分子材料科學(xué)與工程，2014（12）：96～98.

［3］胡健，何金林，張明祖，倪沛紅.點擊化學(xué)在拓撲結(jié)構(gòu)聚合物合成中的應(yīng)用［J］.高分子學(xué)報，2013（03）：120～122.