点击化学及其应用

郝嘉伟（北京新英才学校，北京　100096）

点击化学及其应用

郝嘉伟（北京新英才学校，北京100096）

点击化学在人们生活中的应用越来越广泛，本文分析点击化学的主要内容，并且划分了点击化学在DNA标记、细胞标记、修饰材料表面等方面的作用，并且对其发展前景进行了探究，从而发现了点击化学的主要作用和发展趋势，为今后对点击化学的研究和发展提供了借鉴。

点击化学；具体应用；研究展望

点击化学（Click chemistry）是新型的的一种可以在短时间内合成大量化合物的新方法，对有机合成化学来说具有重要的意义。现在点击化学已经涉及标记DNA的排序、标记细胞的改变、组合树枝状化合物、功能聚合物合成、修饰材料表面等区域，不仅可以为进行化学研究提高了便利，也为人们的生活带来巨大的改变。

1　点击化学的主要内容

点击化学在研究中可以经过小单元的连接可以在短时间内完成多种分子的化学合成，同时是以碳·杂原子键（C～x～C）的连接而衍生的新型化学方法。通过点击反应可以简单、快速地得到分子多样性。其主要特点为：进行合成的材料的比较常见；使反应产生的方法比较简单；不会受到水汽或者氧气的影响；实验所获得的合成物质较多；合成物质容易处理，比较环保。由于点击化学的优势，其在化学合成领域具有广泛的应用范围，许多学者投身入点击化学的研究，为化学合成的发展做出了贡献［1］。

而原位点击化学（Ⅰn situ click chemistry）是目前点击化学在完成合成等应用中比较常见的方法。而且在合成的时候，产生点击反应的物质可以在溶液中进行反应，不用再经过干燥或者分离提纯的程序，可以和另一种点击反应试剂进行融合并且发生化学反应［2］。使用这种方法不但可以有效简化操作程序，也有效缩短反应的时间。比如把原位点击化学可以应用在合成类天然产物的研发中，通过以酶为反应基础，选择不同的材料进行融合，可以获得酶自身的抑制剂。合理选择存在惰性的反应物，实施靶标导向合成可以获得应用广泛的抑制剂。另外使用炔基与叠氮基把菲啶盐（Phenanthridinium）与他克林（Tacrine）等抑制剂进行有机结合，使其可以通过反应而获得对应的物质。研究中可以使用乙酰胆碱酯酶（AChE）作为具体反应的微观容器，可以对发生反应的物质进行有效控制，然后经过偶极环加成反应可以，获得对应的抑制剂［3］。

近几年点击化学已经在标记DNA的排序、标记细胞的改变、组合树枝状化合物、功能聚合物合成、修饰材料表面等区域，其还有许多作用还未被发现，需要对其进行深入研究。

2　点击化学的主要作用

2.1在修饰材料表面方面的应用

利用点击反应的作用可以对材料的外观进行改变，可以有效解决一些材料在外观存在的缺陷，使材料的整体价值得以提升。例如一些科学家利用点击反应把末端二茂铁单层膜来改变含末端氢的硅表面的方法，所获得材料具有储存信息和增强电荷储存的功能。同时一些科学家通过点击反应、高能量以及金属催化偶联方式获得了一种新型的共轭微孔聚合物网络，此种材料具有较好的吸附能力，对净化二氧化碳和氢气具有重要的作用。

2.2在组合有机物方面的应用

通过对目标产物的特性、外观、结构等特点进行分析，并且经过各种材料之间的点击反应，获得各种各样的产物。和常规传统合成法进行对比，使用点击反应进行合成物质，不但可以减少操作的程序，也可以对合成条件进行优化。同时对提升目标产物的合成效率也具有重要的作用。例如一些科学家利用点击反应法的作用来生产与蛋白质捕获物质比较相似的抗体，在合成过程中不用对目标蛋白质的亲合能力进行仔细考虑，并且通过原位点击反应，对抗体的识别空间的扩大产生了巨大的作用，促进了识别结果的重现。也有科学家使用叠氮甲基二茂铁与含炔基的聚合树状分子点击反应合成了一种含一苯三唑的新型树枝状大分子，也可以使人们对大分子对离子的电化学传感特性有了进一步的了解。

2.3在生物标记方面的应用

通过点击化学的作用来标记信号标记物，并将其应用在细胞追踪中，不但有利于人们的辨认，也可以降低各种因素的干扰，尤其是经过利用点击化学来作DNA标记有利于人们进行DNA测序。例如科学家通过利用点击化学的作用对细胞实施标记追踪，不仅可以有效提高标记的效率，也可以减少巨噬细胞的吞噬作用而导致信号失误。并且也有专家使用点击化学标记DNA的方法梳理出了荧光寡核苷酸序列，为DNA测序研究做出了贡献。

3　结语

自从点击化学的应用以来，由于其进行合成的材料的比较常见；使反应产生的方法比较简单；不会受到水汽或者氧气的影响；实验所获得的合成物质较多；合成物质容易处理，比较环保。令其无论是在材料研究，还是在有机物合成、生物标记的方面均有突出贡献。现在点击化学已经在比较常见的领域从研究成果要应用的过程中发展。但是现在点击化学许多功能还未被发挥出来，因此需要对点击化学继续观察，使其可以从DNA标记、细胞标记、修饰材料表面等方面展到表面改性、纳米技术、超分子化学、高分子合成方面，从而促进化学研究的进步。

［1］刘清，张秋禹，陈少杰，周健，雷星锋.巯基～烯/炔点击化学研究进展［J］.有机化学，2015（10）：75～76.

［2］孙重阳，柯福佑，徐洪耀.基于点击化学的线性聚三唑高分子材料的制备与性能［J］.高分子材料科学与工程，2014（12）：96～98.

［3］胡健，何金林，张明祖，倪沛红.点击化学在拓扑结构聚合物合成中的应用［J］.高分子学报，2013（03）：120～122.