点击化学论文2300字_点击化学毕业论文范文模板

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  点击化学论文2300字(一):点击化学及其在生物医学领域的应用分析论文
 
  摘要:点击化学这一概念形成于对天然产物和生物合成途径的观察,是由化学家巴里·夏普莱斯于2001年引入的一个合成性的概念。并且这一概念提出至今,其高效率和富含多样性的化学反应为合成化学领域注入了新的活力,近年来也成为生物学和医学领域中最为广泛使用的连接工具之一。本文主要介绍了点击化学的概念、反应特征,介绍了其在药物合成与开发、材料制作等生物医学领域的应用,综述了点击化学作为一种新的合成方法在国内外生物医学领域的最新进展,并对其未来的发展进行战略分析。
 
  关键词:点击化学;反应特征;化学合成药物;生物学发展前景
 
  一、研究背景
 
  在20世纪初至80年代期间,是化学合成药物的一个飞速发展的时期,它在生物学及药用方面的应用为人类做出了巨大的贡献。近些年来,随着基因工程技术和人类基因组计划的实施,生物技术药物正在取代化学合成药物,点击化学的出现达到了化学合成对分子多样性上的要求。同时新药线的需求使大量新型分子的合成逐渐成为化学合成的急切任务,建立分子库、发展分子多样性成了重要的研究对象。点击化学实际上就是利用碳杂原子成键反应来快速实现分子的多样性。而随着电子信息技术的全球化如各种尖端仪器和逐步提高的生物技术在为生物药物研究带来突破的同时,也为化学合成药物带来了新的思路和解决手段。当今世界研发新药物的主题仍是化学合成药物。在步入21世纪之后,人类对于化学合成药物的需要更是迫切的,化学合成药物仍然是最有效及最重要的治疗药物。
 
  二、基本概念
 
  点击化学是通过许多基团的相互拼接,来快速地形成各式各样的分子的一种化学合成方式。点击化学实际上是指通过稳定、高效率而又富含自由选择性的化学反应来实现碳杂原子的连接,从而实现快速合成并产生大量新的化合物的一种先进并且强而有效的合成方法。它主要突出了这种以碳杂原子键合成为基础的化学合成的新方法,并借助这些点击反应来简单高效地获得分子多样性。点击化学的主要代表反应为铜催化的叠氮炔基环加成反应。
 
  点击化学对于化学合成领域来说具有很大的应用价值,它通过一系列化学反应构建新的合成物质。这些反应能够产生具有很强的立体选择性的产物,且其副产物无害而对氧气和水不敏感,说明利用点击化学反应得到的产物具有相当高的稳定性。“点击化学”主要用于研发和制造可用于医学诊断和新型药开发的新型合成药物。目前,它被认为是一项非常理想的技术,已经被应用于药物开发。
 
  三、反应特征及类型
 
  (一)反应特征
 
  (1)反应速率很快;(2)该反应符合原子经济模式。(3)后期产生的副产物是无害的;(4)有很强的立体选择性;(5)反应过程操作及条件简单;(6)反应物和反应试剂的获取容易;(7)反应应用的范围较为广泛;(8)最好在水中进行该反应;(9)产物易通过结晶和蒸馏分离;(10)水和氧气等对反应物的影响不大;(11)反应需要较高的热学驱动力。
 
  (二)反应类型机理
 
  点击化学反应主要有4种类型:(1)环加成反应;(2)亲核开环反应;(3)非醇醛的羰基化学;(4)碳碳多键的加成反应。
 
  四、点击化学在生物学及重要领域的应用
 
  点击化学目前在国际上属于高端研究项目,由于点击化学的反应条件较为温和、反应速率快、操作过程简单且无副产物生成,尤其在生物化学和药物合成等重要领域的应用都将非常广泛。(1)在光电功能分子材料中的应用有新型非线性光学材料,有机、聚合物半导体材料,其他光电功能分子材料。(2)在有机功能超分子结构与信息系统中的应用有超分子聚集体与分子自组装,分子机器系统,分子识别与传感。(3)近年来有机硅材料因其特殊结构和性能已成为材料科学研究领域的重点之一,利用点击化学对有机硅化合物的功能化,逐步研发有机硅两亲性聚合物及有机硅弹性体的合成并利用到生物医学和光电材料等方面,这对点击化学在新型材料领域中的应用及其发展方向做了一个很好的铺垫。(4)利用“点击化学”反应开发了一种新方法用于谷胱甘肽化组学的研究。谷胱甘肽化是蛋白质在翻泽后修饰产生的一种,由谷胱甘肽与蛋白质的半胱氨酸残基形成二硫键。蛋白質的谷胱甘呔化能够调控能量代谢、信号转导、蛋白质稳态等诸多细胞过程。进行蛋白质谷胱甘肽化组学研究对于理解生物体内氧化还原信号转导具有重要意义。在细菌和果蝇中,使用该方法分别鉴定到了937个和1930个潜在的谷胱甘肽化的多肽。(5)点击化学法制备四硅型偶联剂及性能研究。点击化学法将单硅型偶联剂单体巯丙基三甲氧基硅烷与四乙烯基四甲基环四硅氧烷反应获得四硅型偶联剂,使其反应产率为96%。同时,利用红外光谱、核磁共振光谱对产物结构进行了表征,这两项技术的应用无疑又为点击化学在制造业巩固了其利用价值。(6)蛋白质组学研究:点击化学未来必将成为蛋白质组学研究的更强有力的合成手段。在有关药物的研究发现中显示出这样一个问题,应用光亲和标记技术会对药物的发现起到更大的推动作用,这无疑告诉我们点击化学在生物医药研究方面将会产生巨大的影响力。
 
  五、点击化学发展分析
 
  点击化学是目前生物学领域中最具研究价值的化学合成工具之一,它的研究对人类研发更多有益的药物有很大的帮助,但由于其研究仍处于发展阶段,还有一些问题正等待我们去解决,然而其背后巨大的价值仍需要我们投入更多的精力去大力开发。
 
  六、结语
 
  点击化学不仅仅只是一项新技术的研究与发展,它更重要的意义是造福人类,为人类的健康提供不可估量的帮助,合成药物意味着在不久的将来,我们会通过该项技术攻破许多未解的医学难关。点击化学将会成为一项理想而又强大的新技术。
 
  点击化学毕业论文范文模板(二):点击化学及其在生物医学领域中的应用论文
 
  摘要:点击化学指通过应用高效性、可靠性及具选择性的化学反应实现碳杂原子连接,为一种能够快速合成大量新化合物的合成方法,以其具备的反应条件温和、产物收率高、高度选择性、产物易分离及速率快等特点,成为国内外研究的一大热点。文章对点击化学在药物载体、基因载体、荧光标记及药物设计等生物医学领域中的应用进展进行了综述。
 
  关键词:生物医学领域;点击化学法;碳杂原子连接;新化合物;药物载体;基因载体文献标识码:A
 
  中图分类号:O641文章编号:1009-2374(2016)10-0042-02DOI:10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.10.020
 
  点击化学法主要由诺贝尔化学奖获得者Sharpless于2001年提出,其以组合化学为基础,经过一系列革命性变化的合成方法,为一种新型的快速合成大量化合物方法。由于其具备反应条件温和、产物收率高、高度选择性、产物速率快、产物易分离等优点,使得其在各种用途的生物医用领域中得到广泛应用,并为其提供较多便利,逐渐受到国内、国外科学家的关注。为更加深入地了解点击化学法在生物医学领域中的应用效果,现综述如下。
 
  1点击化学概述
 
  点击化学被称作链接化学、动态组合化学,属于一个模块合成概念,为一种选用易得原料,经过可靠性、模块化、高选择性、高效率的化学转变,进而实现碳杂原子连接(C-S-C),通过应用低成本快速合成各类新化合物组合化学方法,突破传统有机合成,为目前化学领域发展较显著的一个趋势。
 
  点击化学具备的优异特征可使应用“分子裁剪”手段模块组合成复杂化合物,主要包括树枝状分子、星形聚合物、梳形聚合物、糖类衍生物及蛋白质及生物杂化物等生物医学材料。
 
  2点击化学法及其在生物医学领域中的应用
 
  2.1应用至合成基因载体领域
 
  研究指出,临床已将点击化学法应用到合成基因载体领域中,且在高转染效率与低细胞毒性的基因载体中已经获得一定进展。应用电极化学反应合成法,主要将聚天冬酰胺作为基础,成分主要以含有双硫键聚乙烯亚胺衍生物P为主,并以其为载体,作为非病毒基因载体的研究。研究时,使用已合成的叠氮管能化聚合含有双硫键作为载体,单炔终止予聚乙烯亚胺;点击化学反应合成后,主链为聚天冬酰胺,侧链为聚亚胺作,有研究显示,PXSS-PEIs可和质粒DNA与浓缩DNA互相结合,之后形成纳米粒子。还有体外试验研究表明,高分子刷被降解后,不仅具备低细胞毒性,而且具备转染活性,表明在基因载体领域中,这种还原可降解分子刷发挥着潜在作用。
 
  2.2应用至药物释放载体领域
 
  药物载体不仅在药物释放体系中发挥着重要作用,而且还对药效产生决定性作用。点击化学法以其独特性被制备药物释放载体领域的科学家所重视。临床研究指出,通过合成一种叠氮修饰嵌段共聚物,阿霉素-葡萄糖酸酸前体药物与人类β-葡萄糖醛酸酶结合后可互相产生作用,加快恶性肿瘤细胞增长。
 
  与预先经叠氮修饰的嵌段共聚物结合后,两者之间耦合率约为95%。结合后的药物嵌段共聚物会自发性形成胶束,具备单分散、形态小的特点。将其放置到37℃环境及存在β-葡萄糖醛酸镁的环境下,经过5d后,约会释放出40%的药物。置于无酶环境下,则胶束内药物释放率不足5%。通过进一步探讨,结果显示胶束载体不会给细胞产生毒性,在酶相应性癌症治疗领域内该一基因运输载体具有潜在性应用。
 
  2.3应用至荧光标记领域中
 
  在医疗检测、药物探测及生物技术领域内,生化分析物荧光标记技术为一种主导分析法,主要具备主导作用。报道指出,进行点击化学反应主要对3-叠氮香豆素的聚乙二醇和炔基修饰的牛血清白蛋白应用端基。经过分析后,首先可将其合成一系列端基,主要为3-叠氮香豆素聚乙二醇,蛋白质模型主要应用炔基修饰的牛血清白蛋白,应用点击化学法发生反应之后,即可标记蛋白质原位荧光。将荧光基团接入,使用体积排阻色谱,可准确监测乙二醇和牛血清白蛋白反应程度。
 
  还有研究指出,对细胞荧光进行检测时应用新型免疫荧光标记法,最终可合成两种化合物,其中一种化合物为6-叠氮-乙酸琥珀酰亚胺活性酯;另一种化合物为4-乙炔基-N-乙基-1,8-萘酰亚胺。经过点击化学荧光显色反应后,可形成一种新型免疫分析法,在细胞水平方面,表明同时使用该种方法、传统抗体标记技术及生物素-链霉亲和素免疫荧光检测系统,信号不会互相干扰且检测灵敏度相同,在未来免疫研究中,其具备广阔的发展潜力和广泛的应用前景。
 
  2.4应用至药物设计领域内
 
  在生物科学领域内,点击化学在其中应用领域较广泛。有研究指出,通过应用原位点击化学反应,使用高效液相色谱-质谱联用技术,能够找到一种合成乙酰胆碱酯酶抑制剂方法。经过分析后,能够将叠氮和炔构建块乙酰胆碱酯酶孵育液,快速找到4个乙酰胆碱酯酶诱导叠氮和炔构建块形成环加成反应产物,经过进一步研究证实,以上4种产物具备较强的乙酰胆碱酯酶抑制活性。
 
  3展望
 
  点击化学模块自被提出以来,对药物发现、生物技术领域均产生较大影响。目前,点击化学应用比较广泛的为Cu(Ⅰ)催化端基炔与叠氮化物Huisgen偶极环加成反应(CUAAC),虽然CUAAC在区域具有较高的选择性和较快的反应速度,但在终产物内依然会存在微量铜盐。因此,研究者开发出一种带有亲和标记的Cu(Ⅰ)催化剂,其能够从反应混合物中快速分离,且能够再生,另外,对体内应用而言,存在的过渡金属(如铜盐)会给人体细胞与细菌产生毒性。为不增加铜盐含量,研究者开发出一种新型基于炔基叠氮连接法,制备出一种环辛炔衍生物,和叠氮基团联合后形成变形促进环加成反应。
 
  综上所述,在生物医学领域中,点击化学法为其中比较强大的合成工具,且在该领域内发挥着十分重要的作用。但其还处于发展阶段,一些问题尚未解决,需要加大研究力度,最大限度将其潜在性价值充分挖掘出来。

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