综述:点击化学的机理分析及其多样化应用

【字体: 时间:2025年05月29日 来源:European Journal of Medicinal Chemistry 6.0

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  这篇综述系统阐述了点击化学(click chemistry)的革命性贡献,聚焦铜催化叠氮-炔环加成(CuAAC)、应变促进叠氮-炔环加成(SPAAC)等核心反应的机理,并揭示其在药物发现、生物标记(bio labeling)、蛋白靶向嵌合体(PROTACs)等领域的跨学科应用。文章强调点击化学符合绿色化学原则(如原子经济性),为生物医学创新提供了模块化工具。

  

点击化学:从分子拼接术到生物医学革命

Abstract
点击化学的诞生彻底改变化学合成范式,通过模块化、高产率和环境友好的反应推动合成革命。过去二十年里,点击化学在药物研发、材料科学等领域展现出惊人潜力。其与绿色化学的协同效应,使科学家能在最小化环境危害的前提下探索新型分子转化。

Introduction
点击化学的核心在于像“拼积木”般高效连接分子模块。诺贝尔奖得主Sharpless等人提出的这一理念,通过CuAAC等反应实现原子经济性目标——反应条件温和、产物单一且无需复杂纯化。在药物研发中,点击化学可快速构建化合物库,优化先导化合物的药代动力学特性(如溶解度、靶向性),甚至开发PROTACs等前沿疗法。

Diverse click reactions

  • CuAAC反应:铜催化剂驱动叠氮与炔烃环化,形成1,2,3-三唑环,产率>95%。其生物相容性使其成为活体标记的金标准。
  • SPAAC反应:无需金属催化,利用环辛炔的环张力实现快速连接,适用于敏感生物体系。
  • 硫醇-烯点击:光控自由基机制广泛应用于高分子材料交联,反应速率达108 M-1s-1

Preparation of organogels
点击化学构建的有机凝胶能响应pH/温度刺激,例如壳聚糖纳米颗粒凝胶通过CuAAC交联,可负载抗癌药物并实现缓释。

Recent advances
生物正交化学的突破使点击反应用于原位药物合成。例如,肿瘤微环境中激活的“点击释放”前药策略,将毒性分子精准递送至癌细胞。

Conclusion
点击化学的模块化特性将持续推动跨学科创新。未来其在PROTACs降解靶蛋白、多模态分子影像等领域的应用,或将成为攻克复杂疾病的关键。

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