點擊化學
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點擊化學（英語：Click chemistry），也譯作鍵擊化學[1]、速配接合組合式化學，是由化學家巴里·夏普萊斯在2001年引入的一個合成概念，主旨是通過小單元的拼接，來快速可靠地完成形形色色分子的化學合成。[2][3]它尤其強調開闢以碳-雜原子鍵（C-X-C）合成為基礎的組合化學新方法，並藉助這些反應（點擊反應）來簡單高效地獲得分子多樣性。點擊化學的概念對化學合成領域有很大的貢獻，在藥物開發和分子生物學的諸多領域中，它已經成為目前最為有用和吸引人的合成理念之一。
「點擊化學」一詞由斯克里普斯研究所的巴里·夏普萊斯於1998 年創造，並於2001 年由斯克里普斯研究所的夏普萊斯、Hartmuth C. Kolb、M.G. Finn 等人詳細解釋[4][5]。 英文名稱中的「click」為「發出咔嗒一聲」是安全帶卡入到位時發生的快速安全連接的比喻。
2022年，諾貝爾化學獎授予巴里·夏普萊斯、莫滕·梅爾達爾 (Morten P. Meldal) 和卡羅琳·貝爾托西 (Caroline Bertozzi)，以表彰他們「對點擊化學和生物正交化學的發展」[6]。
起源
點擊化學的概念最早來源於對天然產物和生物合成途徑的觀察。僅僅憑藉二十餘種氨基酸和十餘種初級代謝產物，自然界能夠通過拼接上千萬個這一類型的單元（氨基酸、單糖），來合成非常複雜的生物分子（蛋白質和多糖）。這一過程具有明顯的傾向性，即「樂於」藉助形成碳-雜原子鍵，來完成這一複雜的拼接。這一思想對於藥物開發和合成具有很重要的意義。
1996年Guida等人通過計算機模擬後得出，可用作藥物的分子應當多達1063個，若前提為：該分子含有少於30個非氫原子；相對分子質量小於500；由氫、碳、氮、氧、磷、硫、氯、溴原子組成，以及在室溫下它對氧氣和水是穩定的。[7]然而目前應用的藥物數量遠遠少於這個數目。因此，模仿自然界中「模塊化」的合成，開發一系列可靠、高效、具選擇性的點擊反應，對於藥物合成將具有革命性的後果。
特徵
一般來說，一個理想點擊反應的特徵有：
- 反應應用「組合」的概念，應用範圍廣；
- 產率高；
- 副產物無害；
- 反應有很強的立體選擇性；
- 反應條件簡單；
- 原料和反應試劑易得；
- 合成反應快速；
- 不使用溶劑或在良性溶劑中進行，最好是水；
- 產物易通過結晶和蒸餾分離，無需層析柱分離；
- 產物對氧氣和水不敏感；
- 反應需要高的熱力學驅動力（>84kJ/mol）；
- 符合原子經濟。
分類
目前應用於藥物開發的幾類點擊反應主要是：
- Huisgen疊氮化物-炔烴環加成反應，例如下面的反應：[8]
譯名爭議
德國弗萊貝格工業大學研究者吳限認為「點擊化學」是「粗疏翻譯」，建議將該詞改譯為「迅接化學」。原名中的「click」為「發出咔嗒一聲」的意思，並非電腦鼠標「點擊」之含義。[9]
參見
參考資料
- ^ 鍵擊化學 （Click Chemistry）. 科學Online. 2014-10-15 [2022-10-06]. （原始內容存檔於2022-10-08） （中文（臺灣））.
- ^ H. C. Kolb, M. G. Finn and K. B. Sharpless (2001). "Click Chemistry: Diverse Chemical Function from a Few Good Reactions". Angewandte Chemie International Edition 40 (11): 2004–2021. doi:10.1002/1521-3773(20010601)40:11<2004::AID-ANIE2004>3.0.CO;2-5.
- ^ R. A. Evans. The Rise of Azide–Alkyne 1,3-Dipolar 'Click' Cycloaddition and its Application to Polymer Science and Surface Modification. Australian Journal of Chemistry. 2007, 60 (6): 384–395. doi:10.1071/CH06457.
- ^ H. C. Kolb; M. G. Finn; K. B. Sharpless. Click Chemistry: Diverse Chemical Function from a Few Good Reactions. Angewandte Chemie International Edition. 2001, 40 (11): 2004–2021. PMID 11433435. doi:10.1002/1521-3773(20010601)40:11<2004::AID-ANIE2004>3.0.CO;2-5
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- ^ R. A. Evans. The Rise of Azide–Alkyne 1,3-Dipolar 'Click' Cycloaddition and its Application to Polymer Science and Surface Modification. Australian Journal of Chemistry. 2007, 60 (6): 384–395. doi:10.1071/CH06457.
- ^ The Nobel Prize in Chemistry 2022. NobelPrize.org. [2022-10-05]. （原始內容存檔於2022-10-05） （美國英語）.
- ^ W.C. Guida et al. Med. Res. Rev. p 3 1996
- ^ Peng Wu, Alina K. et al. (2004). "Efficiency and Fidelity in a Click-Chemistry Route to Triazole Dendrimers by the Copper(I)- Catalyzed Ligation of Azides and Alkynes". Angew. Chem. Int. Ed. 43: 3928.
- ^ 吳限; Xian, W. U. 化学术语click chemistry和one-pot synthesis的中文译法刍议. 中國科技術語. 2019-10-25, 21 (5) [2022-10-06]. ISSN 1673-8578. doi:10.3969/j.issn.1673-8578.2019.05.009. （原始內容存檔於2022-10-06） （中文）.
外部連結
- 一些有關點擊化學的資料：[1][永久失效連結]、[2] （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）、[3] （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）、[4][永久失效連結]、[5] （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）、[6] （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）、[7] （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）、[8] （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
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