郝嘉偉（北京新英才學(xué)校，北京　100096）

點(diǎn)擊化學(xué)及其應(yīng)用

郝嘉偉（北京新英才學(xué)校，北京100096）

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

點(diǎn)擊化學(xué)；具體應(yīng)用；研究展望

點(diǎn)擊化學(xué)（Click chemistry）是新型的的一種可以在短時(shí)間內(nèi)合成大量化合物的新方法，對(duì)有機(jī)合成化學(xué)來說具有重要的意義。現(xiàn)在點(diǎn)擊化學(xué)已經(jīng)涉及標(biāo)記DNA的排序、標(biāo)記細(xì)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(jìn)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(diǎn)擊化學(xué)的主要內(nèi)容

點(diǎn)擊化學(xué)在研究中可以經(jīng)過小單元的連接可以在短時(shí)間內(nèi)完成多種分子的化學(xué)合成，同時(shí)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(diǎn)擊反應(yīng)可以簡(jiǎn)單、快速地得到分子多樣性。其主要特點(diǎn)為：進(jìn)行合成的材料的比較常見；使反應(yīng)產(chǎn)生的方法比較簡(jiǎn)單；不會(huì)受到水汽或者氧氣的影響；實(shí)驗(yàn)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(diǎn)擊化學(xué)的優(yōu)勢(shì)，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(diǎn)擊化學(xué)的研究，為化學(xué)合成的發(fā)展做出了貢獻(xiàn)［1］。

而原位點(diǎn)擊化學(xué)（Ⅰn situ click chemistry）是目前點(diǎn)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(shí)候，產(chǎn)生點(diǎn)擊反應(yīng)的物質(zhì)可以在溶液中進(jìn)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(diǎn)擊反應(yīng)試劑進(jìn)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(jiǎn)化操作程序，也有效縮短反應(yīng)的時(shí)間。比如把原位點(diǎn)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(jìn)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(shí)施靶標(biāo)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(jìn)行有機(jī)結(jié)合，使其可以通過反應(yīng)而獲得對(duì)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(duì)發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)進(jìn)行有效控制，然后經(jīng)過偶極環(huán)加成反應(yīng)可以，獲得對(duì)應(yīng)的抑制劑［3］。

近幾年點(diǎn)擊化學(xué)已經(jīng)在標(biāo)記DNA的排序、標(biāo)記細(xì)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(duì)其進(jìn)行深入研究。

2　點(diǎn)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(diǎn)擊反應(yīng)的作用可以對(duì)材料的外觀進(jìn)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(jià)值得以提升。例如一些科學(xué)家利用點(diǎn)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(chǔ)存信息和增強(qiáng)電荷儲(chǔ)存的功能。同時(shí)一些科學(xué)家通過點(diǎn)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(duì)凈化二氧化碳和氫氣具有重要的作用。

2.2在組合有機(jī)物方面的應(yīng)用

通過對(duì)目標(biāo)產(chǎn)物的特性、外觀、結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)進(jìn)行分析，并且經(jīng)過各種材料之間的點(diǎn)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(jìn)行對(duì)比，使用點(diǎn)擊反應(yīng)進(jìn)行合成物質(zhì)，不但可以減少操作的程序，也可以對(duì)合成條件進(jìn)行優(yōu)化。同時(shí)對(duì)提升目標(biāo)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(diǎn)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(duì)目標(biāo)蛋白質(zhì)的親合能力進(jìn)行仔細(xì)考慮，并且通過原位點(diǎn)擊反應(yīng)，對(duì)抗體的識(shí)別空間的擴(kuò)大產(chǎn)生了巨大的作用，促進(jìn)了識(shí)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(diǎn)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(duì)大分子對(duì)離子的電化學(xué)傳感特性有了進(jìn)一步的了解。

2.3在生物標(biāo)記方面的應(yīng)用

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

3　結(jié)語

自從點(diǎn)擊化學(xué)的應(yīng)用以來，由于其進(jìn)行合成的材料的比較常見；使反應(yīng)產(chǎn)生的方法比較簡(jiǎn)單；不會(huì)受到水汽或者氧氣的影響；實(shí)驗(yàn)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(jī)物合成、生物標(biāo)記的方面均有突出貢獻(xiàn)?，F(xiàn)在點(diǎn)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(diǎn)擊化學(xué)許多功能還未被發(fā)揮出來，因此需要對(duì)點(diǎn)擊化學(xué)繼續(xù)觀察，使其可以從DNA標(biāo)記、細(xì)胞標(biāo)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(jìn)化學(xué)研究的進(jìn)步。

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

［2］孫重陽，柯福佑，徐洪耀.基于點(diǎn)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(diǎn)擊化學(xué)在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)聚合物合成中的應(yīng)用［J］.高分子學(xué)報(bào)，2013（03）：120～122.