点击概念| |化学特性必威体育红利账户 - 必威官网下载app,betway必威游戏下载大全,csgo必威大师赛

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对一些人来说,“点击化学”仅仅是一个重新定义标准的有机化学实践。其他人几乎虔诚地遵循其原则

当化学相比,烹饪,不仅因为它涉及混合成分和发酵,还因为你不能总是一定会出来什么烤箱。你的化学杂音可能沉没,或黑色,或分离。往往,你有点杂音和很多其他倒胃的垃圾。化学不是我们想一样可靠。

来源:©Hamish基德

许多杂原子反应点击在一个可预测的方法

这就是领导的诺贝尔奖得主夏普拉霍亚的斯克里普斯研究所,加州,几年前倡导一种新方法使分子,称为点击化学。如果你准备所有食谱使用所谓的“点击”反应,它的支持者说,每次你会得到完美的结果。

但试图定义点击化学让我想起盲人印度圣人试图描述一头大象。自从沙普利斯创造的,现在似乎意味着许多不同的事情不同的人。有些人会说这是某种类型的copper-catalysed反应使有机分子,其他一般使聚合物的新方法。一些人认为它与酶催化,其他人是有机合成的新方法。

有些人甚至质疑它的存在。“点击化学既不是一个概念,也不是一个发现的一个有机化学家说我走近。它仅仅是收集的反应出现在编目可用合成反应。”,如果所有这意味着化学家们应该寻找有效的反应,他补充说:“这是显而易见的,不构成一个想法——它只是常识”。其他人更是不屑一顾,这表明“点击化学”的概念是积极误导。像其他许多化学家,我后悔在合成化学中使用这种毫无意义的废话,”其中一个说。这是一个不必要的和不受欢迎的作秀。

“常识”确实是最好的点击化学的定义,“计数器Valery Fokin,沙普利斯在斯克里普斯的同事。“我们中的许多人以某种方式忘记常识,当我们试图做一些有用的东西,所以值得提醒的是自己可以完成的。

所以点击化学是一个有用的概念吗?沙普利斯想到了什么当他介绍了的想法,为什么他认为有必要吗?为什么,如果点击化学是如此严厉的批评,一些化学家,它现在的功能在至少600篇论文,而且几乎每天都有被添加到列表中吗?为什么它变得如此千变万化,如果不是真的误解了吗?

屈从于自然

沙普利斯,他在2001年被授予诺贝尔开发手性催化剂在有机化学氧化反应,是许多有机化学家已经被繁琐的和曲折的我们的努力使碳基分子相比,大自然的(见化学在英国2001年11月,p26)。为什么我们那么难找到它吗?

嗯,首先,大自然的化学家在原子尺度的酶——而我们不能。”的“非自然”的过程是我们的手控制的工具,“沙普利斯说。“难怪东西很少的工作计划?无论多么聪明的手背后的大脑,他们仍然可笑的规模操作目的。

但他认为我们也有问题。由于有机分子一般框架的碳原子,化学合成的最大挑战之一是设法将两个碳原子链接在一起,使碳碳键。在自然这经常发生,通过一个通用的称为醇醛缩合反应,其中包括羰基(C = O)组。沙普利斯认为,有机化学家早就做出了错误的思维,他们应该寻找方法模拟大自然的创造新的碳碳键。但大多数合成反应存在只有一个非常温和的热力学驱动力——这意味着他们发生效率低下,给低收益率。

药物化学家们是一个巨大的负担,因为每一个多步骤合成的低当量一步一些生物活性分子斜杠的最终收益的产品,使合成的浪费和昂贵。这也使得药物发现的过程缓慢,因为它是昂贵的劳动力,时间和材料来制造新的候选药物。

沙普利斯认为,而不是苦干在我们做的不好,我们应该专注于我们所能做的很好。大自然的化学不仅仅是使碳碳键,他说;事实上,大自然的小分子构建模块的主要化合物,蛋白质,核酸和多糖,一般不超过连续六个碳碳键。他们充满了杂原子债券中,碳原子与一个不同的元素,主要是氧或氮。杂原子X通常桥梁两个碳,创建C-X-C单位。

他说,这样的联系,更容易使有效。所以为什么不关注他们吗?换句话说,我们可以从分子有我们需要的所有碳碳键,并思考如何连接这些试剂通过杂原子债券以正确的方式使用高效的反应。他说,这将药物开发的哲学。而不是选择一些艰巨的分子目标,然后待在板凳上多年来试图使它,我们应该更加注重分子,我们知道怎么做,使用可靠和有效的杂原子化学。

点击感

不过,这些“可靠的反应”吗?这就是点击化学。沙普利斯和其他皈依“点击”的概念集中在发现反应热力学驱动力大,这给一个几乎完全转化试剂产品。这样的反应是“弹簧”——他们开始“高能化合物”,将“单击”在一个可预测的方式促使很少。理想情况下,此类反应应该在相对温和的反应条件下进行——没有密集的烹饪,这可能打破一些试剂或产品不需要的副产品。他们应该工作良性溶剂,特别是水。所有这一切可能会让点击化学清洁(它不产生任何你不想要的)和绿色。

来源:©CORBIS

巴里•沙普利斯和他的团队正在逐步增加反应单击工具箱

副产品的缺乏和定量收益率点击化学材料化学的巨大的优势,“高分子化学家Craig小贩说加州大学圣芭芭拉分校的我们。这允许多个functionalisation沿着聚合物骨干与效率高、实现容易,产品隔离。mg芬恩,合作者和沙普利斯Fokin斯克里普斯的开发和使用上点击反应,说,材料科学家捡起点击化学的思想远远超过许多有机化学家。“这并不奇怪,因为巴里和我们其余的人有高分子化学牢牢记住当我们思考这个话题,”他说。的合成中,函数的一个领域始终是更重要的比结构作为评价的标准。

小贩毫不怀疑的“点击”的观点是有价值的自己的努力做出新的,复杂的聚合物。在那些他旨在使嵌段共聚物,其中两个或两个以上不同的聚合物链缝在一起。这些材料可以结合不同的聚合物的性质,在纯形式,不容易。例如,一些训练鞋鞋底的橡胶材料是聚苯乙烯的triblock共聚物和聚丁二烯。链段往往在微观尺度分离到不同的领域,这个组织可以给材料有用的属性。“我一直在寻找多年的反应让我两在一起高分子量聚合物嵌段共聚物,“小贩说。“点击化学现在可以实现这一点。”

小贩和其他人也用点击反应将聚合物在架构更复杂的比传统的链,如树状分子称为树枝状分子,使用从催化和粘连药物输送。例如,他的团队已经使用点击化学与化学活性聚合物纳米粒子的表面。他们准备聚合物胶束(球形骨料)链准备点击化学反应,然后用小分子的共轭”点击“组同时交联链和引入新活性”点击“组其他取代基分子会插在粒子。

叠氮化functionalised壳交叉链接的纳米颗粒

交叉反应

你几乎不能指望表明有机合成化学家找错对象或进行草率,没有做一些无效的化学交叉。一些似乎对象是沙普利斯创造了一个新的术语来描述任何反应效率由于热力学推动力——以及随之而来的含义,直到现在有机化学家忽略了选择他们的反应等。当然我们的工作使用已知的和有效的反应,就像其他人一样,”一位评论家说。但我们不称之为“点击”。

然而,哈佛大学的化学家乔治·怀特赛兹同意当今有机合成很少是一个范式的效率。大多数教科书中所描述的反应,他说,实际上是太混乱的实用价值,和化学家们通常要做的只有一小部分。他觉得点击化学的优点,缺点明确。

芬恩承认,并不是所有人都可以放弃不达到点击化学方法的可靠性标准。”“点击”原则的严格遵守使用最可靠的合成技术是比它听起来对我们大多数人来说,”他说,“因为它迫使我们放弃许多宝贵的反应我们降低我们的牙齿。”他补充道,“许多反应,我们都爱不是“点击”反应,不是因为他们不漂亮或有用或有趣的,但只是因为他们不能适用于广泛的底物范围广泛的条件下”。

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夏普认为,化学家认为更多的“点击”方面比今天50年前

沙普利斯说,事实上化学家认为更多的“点击”条款100到50年前比现在。这是一种必要性——他们几乎没有催化剂,但不是只依靠热量来加速反应。溶剂的选择和净化技术是小得多。结果,他们会与有机合成收效甚微,除非他们选择这些反应可以依靠给单一产品收益良好,易于分离和净化。

然而一些化学家也不喜欢这个主意,他们应该关注什么是简单。对一些人来说,困难的挑战合成目标一直是司机发现新的合成技术。表明合成化学家应该取决于自己的名誉,限制自己的那些反应和分子,他们知道如何执行和合成是荒谬的,”一个说。基于这样的理念,我们将没有任何进展,化学合成的艺术也我们见证了最后两个诺贝尔奖(2001年和2005年)。前者是沙普利斯的奖。

尽管如此,沙普利斯和他的同事们坚持认为,合成化学只能受益于识别最强大的转换操作在最简单的情况下,和他们一起看可以。之一的“点击”反应他们特别支持通过所谓的代表是一种环加成作用Huisgen反应,炔烃的团体(碳碳三键)悬空的分子结合叠氮化(N₃组,包含两个氮氮双键)杂原子称为1,2,3-triazoles特定选择的方式。2002年,斯克里普斯沙普利斯和他的同事们,Morten Meldal和同事在丹麦的嘉士伯实验室,独立显示,当反应是催化铜(I)盐,它链接的两个碳乙炔集团不同的叠氮化的氮,生成一个五元环在一个非常有效的方式,给予非常高的收益率。改良版是一个非常有用的反应加入化学构建块在一起形成更大的组件和配合,”K C Nicolaou说,有机合成化学家还在斯克里普斯。

“点击”追随者冠军Huisgen反应使高收益率的1,2,3-triazoles

这个反应是特殊的吸引力,尽管乙炔和叠氮化组都是“高能”,潜在的活性成分,他们不认可的生物分子。所以反应可以进行清洁的存在,说,酶没有反应眼前一切的欲望。最理想的属性之一的点击化学(但很少实现):反应应该是“正交”广泛的其他官能团。沙普利斯说,目的是创建高活性的粘点正确的目标群体,让他们保持无形的大多数其他类型的分子。

这种正交性意味着沙普利斯和他的同事可以使用里面的组装分子原位反应酶的活性部位——这一过程听起来更像爆竹在嘴里。抑制酶的小分子插到他们的“大白鲨”,阻止访问酶通常的目标有许多药理用途。沙普利斯的团队一直在使用点击化学作出这样抑制剂从图书馆的小积木影射乙炔和取代基叠氮化,将绑定在活动网站。活性位点的想法是充当一个模具来创建分子做出合适的选择。2001年斯克里普斯研究人员使用这种方法构建的分子会融入乙酰胆碱酯酶的活性部位,酶参与神经传递。连同他们的同事Hartmuth科尔布,沙普利斯和Fokin使用同样的想法创造碳酸酐酶的抑制剂,酶靶向治疗青光眼,和HIV蛋白酶,酶没有艾滋病毒传播不能发生。分子他们发现这种方式至少那样有效地结合到酶目前用作药物。

的copper-catalysed Huisgen反应已经变得如此受欢迎,它现在几乎等同于单击化学,它已经把各种各样的用途。例如,本杰明Cravatt斯克里普斯,用它来鱼的标记活细胞产生的蛋白质从复杂的混合物。小贩也欢迎azide-acetylene点击。在我自己的工作,它是这个反应的正交性和效率,使得我们做出明确的、多功能与精度接近小分子化学材料,”他说。

艾伯特Eschenmoser,有机化学家在苏黎世ETH瑞士,觉得这个发现是关键在说服其他化学家认真对待点击化学。,他说,改善效率和范围的一个已知的有机反应,很戏剧性的,显然是一个发现的一阶领域的合成方法,其适用范围远远超出了有机化学。”,他承认,这一发现沉默自己的怀疑。我停止嘲笑这个词的点击化学反应,当我意识到这背后的心理和态度地位的研究“笑话”的术语会导致发现的重要性。

化学工具盒

但点击化学需要超过一个技巧。沙普利斯和他的同事们一直在逐渐增加别人的反应符合点击标准——其中,反应,打开“弹簧”小环,各种各样的攻击组。“我希望点击化学的发展一个足够大的工具箱允许范围广泛的功能组做好准备,”小贩说。然后一个多步骤合成会采取两个或三个点击反应以及标准化学转换。我认为这是一个主要的援助合成而不是合成哲学本身。”

芬恩,与此同时,希望点击哲学将使化学做更快和更有效的地方以前缺乏设施复杂的合成。我们培养一种幻想,发展中国家的人们可能有一天使医药或农药,而不是形式的工具,但在实际的发现模式,”他说。我们也相信一个现成的点击构件和耦合方法可能是有用的在紧急情况下如需要新的抗病毒剂应对疾病爆发的。”

人无疑会继续抵制这个想法。化学家们总是用他们的常识来选择最有效的反应合成他们最喜爱的分子,“认为一个有机化学家。“我们不需要发明一个新的名字等反应。相反,我们需要更多的反应!合成化学家感兴趣提供一种物质以最经济和有效的方式总是寻求应用最有效的反应,是否我们称之为“点击”。

芬恩并不同意,但他也认为“点击”的价值的一种方式磨的关键能力来计划他们的合成化学家。如果点击化学涉及到被视为一种速记的说法,你使用一个或几个特别好的反应,因为他们提高你的机会实现你的目标函数,这很好。同样,如果人们开始问是否反应已达到“点击”状态,这将是伟大的,因为它将体现一个意识的反应真正有用的实用的方式。”

很明显,但这是事实,说这个概念与你点击或不。

菲利普球是一个总部位于伦敦的科学作家