杨正瓴
[打听,笔记] 什么是“Click Chemistry 点击化学,咔哒化学”? (关联:“自然运算”)
2025-5-27 22:10
阅读:180

[打听,笔记] 什么是“Click Chemistry 点击化学,咔哒化学”? (关联:“自然运算”)

                                       

                        

2022 诺贝尔平台给三位化学家的配图.jpg

图1   也许,“点击化学”叫“咔嗒化学”更合适

https://www.nobelprize.org/uploads/2022/10/popular-chemistryprize2022.pdf

The Nobel Prize in Chemistry 2022, Popular Science Background

                             

                        

https://www.kepuchina.cn/article/articleinfo?business_type=100&classify=0&ar_id=125523

   Sharpless曾说,一开始他想给这类反应取名,然而他有“取名困难症”,便求助于他的妻子。他的妻子是某个期刊的编辑,有点文艺细胞,就引用了一个美国俗语“click it or ticket”(不系安全带就吃罚单),取名为“click chemistry”。所以“click”其实指的是扣安全带,形容反应像扣安全带一样简单高效。

https://www.kepuchina.cn/article/articleinfo?business_type=100&classify=0&ar_id=125523

                             

   “光点击化学/photoclick chemistry”,和“自然运算”也太像了。

          

       

参考资料:

[1] 2025-01-03,点击化学/click chemistry/聂骥,李建平,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=17567&Type=bkzyb&SubID=62084

   通过小单元的拼接,快速完成多种分子的化学合成,并建立以碳杂原子键合成为基础的组合化学新方法。又称链接化学、速配接合组合式化学、动态组合化学等。

   凭借二十余种氨基酸和十余种初级代谢产物,自然界能够通过拼接上千万这一类型的单元(如氨基酸、单糖),从而合成非常复杂的生物分子(如蛋白质和多糖)。此过程具有明显的倾向性,即借助形成碳-杂原子键,完成各种复杂的拼接。这一思想对于新型化合物合成和新药开发具有很重要的意义。

   点击化学反应具有模块化、高产率、立体选择性和应用范围广泛等特性,可加快反应速率,并得到单一产物。点击化学反应主要有4种,即环加成反应、亲核开环反应、非醇醛的羰基化反应以及碳碳多键加成反应。其中环加成反应是点击化学的最经典最常用的一种反应,其特点是把2个不饱和的反应物结合起来,生成一系列环状结构(如五元杂环、六元杂环)。

[2] 2023-05-24,光点击化学/photoclick chemistry/王江云,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=190347&Type=bkzyb&SubID=123929

   光引发的点击化学反应。不仅具有点击化学反应特异、条件温和、产率高等特点,还具有快速、简单、经济等光化学的特点。

   光点击化学不需要金属离子等催化剂,可以精确地控制反应发生的时间和位置,是理想的面向生物活体内的化学工具之一。

   光点击化学的典型反应是光催化的双苯四氮唑与烯烃的偶极环加成,生成吡唑啉的反应。

[3] 2025-02-18,沙普尔斯,K.B. /Karl Barry Sharpless/应礼文撰,邓耿修订,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=510050&Type=bkzyb&SubID=222473

[4] 科普中国,2025-03-30,“咔哒化学”斩获诺奖,让化学反应如此简单高效!这是实用科学的胜利

https://www.kepuchina.cn/article/articleinfo?business_type=100&classify=0&ar_id=592369

   点击化学与生物正交化学斩获诺奖,是实用科学的胜利。不是鼠标“点击”,更像安全带搭扣,“咔哒化学”如何让化学反应更简单高效?

   科学的目的是什么?2022年诺贝尔化学奖给出了它们的理解——化繁为简,让本来困难的事情可以变得简单。出于这个原因,在点击化学(click chemistry)领域取得了杰出成就的巴里·夏普利斯(Barry Sharpless)、莫腾·梅尔达(Morten Meldal),以及开拓了生物正交化学新领域的卡罗琳·贝尔托西(Carolyn R. Bertozzi),共同分享了本届诺贝尔化学奖桂冠。

[5] 科普中国,2022-10-05,什么是点击化学?什么是生物正交化学?2022年化学诺奖速解!

https://www.kepuchina.cn/article/articleinfo?business_type=100&classify=0&ar_id=125523

   Sharpless曾说,一开始他想给这类反应取名,然而他有“取名困难症”,便求助于他的妻子。他的妻子是某个期刊的编辑,有点文艺细胞,就引用了一个美国俗语“click it or ticket”(不系安全带就吃罚单),取名为“click chemistry”。所以“click”其实指的是扣安全带,形容反应像扣安全带一样简单高效。

[6] 科普中国,2022-10-05,刚刚,2022年诺贝尔化学奖揭晓,他们因点击化学和生物正交化学而获奖

https://www.kepuchina.cn/article/articleinfo?business_type=100&classify=0&ar_id=125522

   化学,是与诺贝尔本人工作联系最紧密的科学,同时也是诺贝尔在遗嘱中提到的第二个获奖领域。

   化学更像处于不同科学领域交接的中心位置,一边接近为其提供理论基础的物理学,另一边又接近生物学,因为生物学科其实是整个化学学科最复杂领域的延伸。

[7] 科普中国,2022-10-08,诺奖问答丨2022 年诺贝尔化学奖授予点击化学和生物正交化学,有哪些信息值得关注?

https://www.kepuchina.cn/article/articleinfo?business_type=100&classify=0&ar_id=126116

   「点击化学」的工作,建立在严格的实验标准上:

   反应必须是模块化,应用范围广泛

   具有非常高的产量

   仅生成无害的副产品

   反应有很强的立体选择性

   反应条件简单(理想情况下,应该对氧气和水不敏感)

   原料和试剂易于获得

   不使用溶剂或在良性溶剂中进行(最好是水),且容易移除

   可简单分离,或者使用结晶或蒸馏等非色谱方法,且产物在生理条件下稳定

   反应需高热力学驱动力(>84kJ/mol)

   符合原子经济

       

   大量翻阅文献后,贝尔托西惊讶地发现,早在1961年,就有研究发现当炔被强迫形成一个环状化学结构后,与叠氮化物便会以爆炸式地进行反应。

   2004年,她正式确立无铜点击化学反应(又被称为应变促进叠氮-炔化物环加成),由此成为点击化学的重大里程碑事件。

   不难发现,虽然「点击化学」和「生物正交化学」的翻译,看起来很晦涩难懂,但其实背后是很朴素的原理。一个是如同卡扣般的拼接,一个是可以直接在人体内的运用。

               

相关链接:

[1] 2024-06-26 22:49,[自然运算] 感谢《科学智慧火花》给贴出:用光做“算术加法”和“逻辑与”运算、用“压电效应”做数学运算 2 文

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1439870.html

[2] 2024-01-05 22:52,[笔记,请教,原创] “自然运算”信息设备的一般理论模式

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1416810.html

[3] 2023-12-28 22:50,[打听,小资料] “自然运算”的抗干扰能力与“长途星际航行”

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1415711.html

[4] 2023-12-27 22:43,[笔记,请教,原创] “自然运算”有什么创新?

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1415592.html

[5] 2023-12-26 22:56,[优先权?] “自然运算”原理示意图(草图,2023-12-20 绘制)

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1415467.html

                  

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