點擊化學及其應用

郝嘉偉（北京新英才學校，北京　100096）

點擊化學及其應用

郝嘉偉（北京新英才學校，北京100096）

點擊化學在人們生活中的應用越來越廣泛，本文分析點擊化學的主要內容，并且劃分了點擊化學在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)了點擊化學的主要作用和發(fā)展趨勢，為今后對點擊化學的研究和發(fā)展提供了借鑒。

點擊化學；具體應用；研究展望

點擊化學（Click chemistry）是新型的的一種可以在短時間內合成大量化合物的新方法，對有機合成化學來說具有重要的意義?，F(xiàn)在點擊化學已經(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　點擊化學的主要內容

點擊化學在研究中可以經(jīng)過小單元的連接可以在短時間內完成多種分子的化學合成，同時是以碳·雜原子鍵（C～x～C）的連接而衍生的新型化學方法。通過點擊反應可以簡單、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較多；合成物質容易處理，比較環(huán)保。由于點擊化學的優(yōu)勢，其在化學合成領域具有廣泛的應用范圍，許多學者投身入點擊化學的研究，為化學合成的發(fā)展做出了貢獻［1］。

而原位點擊化學（Ⅰn situ click chemistry）是目前點擊化學在完成合成等應用中比較常見的方法。而且在合成的時候，產(chǎn)生點擊反應的物質可以在溶液中進行反應，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試劑進行融合并且發(fā)生化學反應［2］。使用這種方法不但可以有效簡化操作程序，也有效縮短反應的時間。比如把原位點擊化學可以應用在合成類天然產(chǎn)物的研發(fā)中，通過以酶為反應基礎，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物，實施靶標導向合成可以獲得應用廣泛的抑制劑。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合，使其可以通過反應而獲得對應的物質。研究中可以使用乙酰膽堿酯酶（AChE）作為具體反應的微觀容器，可以對發(fā)生反應的物質進行有效控制，然后經(jīng)過偶極環(huán)加成反應可以，獲得對應的抑制劑［3］。

近幾年點擊化學已經(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　點擊化學的主要作用

2.1在修飾材料表面方面的應用

利用點擊反應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。例如一些科學家利用點擊反應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。同時一些科學家通過點擊反應、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，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用

通過對目標產(chǎn)物的特性、外觀、結構等特點進行分析，并且經(jīng)過各種材料之間的點擊反應，獲得各種各樣的產(chǎn)物。和常規(guī)傳統(tǒng)合成法進行對比，使用點擊反應進行合成物質，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。例如一些科學家利用點擊反應法的作用來生產(chǎn)與蛋白質捕獲物質比較相似的抗體，在合成過程中不用對目標蛋白質的親合能力進行仔細考慮，并且通過原位點擊反應，對抗體的識別空間的擴大產(chǎn)生了巨大的作用，促進了識別結果的重現(xiàn)。也有科學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傳感特性有了進一步的了解。

2.3在生物標記方面的應用

通過點擊化學的作用來標記信號標記物，并將其應用在細胞追蹤中，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)過利用點擊化學來作DNA標記有利于人們進行DNA測序。例如科學家通過利用點擊化學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致信號失誤。并且也有專家使用點擊化學標記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　結語

自從點擊化學的應用以來，由于其進行合成的材料的比較常見；使反應產(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較多；合成物質容易處理，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?，F(xiàn)在點擊化學已經(jīng)在比較常見的領域從研究成果要應用的過程中發(fā)展。但是現(xiàn)在點擊化學許多功能還未被發(fā)揮出來，因此需要對點擊化學繼續(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、超分子化學、高分子合成方面，從而促進化學研究的進步。

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

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

［3］胡健，何金林，張明祖，倪沛紅.點擊化學在拓撲結構聚合物合成中的應用［J］.高分子學報，2013（03）：120～122.