基于点击化学和非巯基DNA修饰纳米金的维生素C检测

目的建立一种基于点击化学和非巯基DNA修饰的叠氮纳米金的可视化维生素C(vitaminC,VC)检测方法。方法用一端有多个腺嘌呤核苷酸的非巯基DNA修饰纳米金,再与一端有叠氮基的互补链杂交,形成表面暴露出叠氮基团的叠氮纳米金。在VC的存在下,将Cu^(2+)还原成Cu^(+),催化叠氮纳米金与三炔丙基胺发生点击化学反应,使叠氮纳米金聚集,引起光谱和颜色的变化。通过光谱和颜色的变化进行VC检测。结果在pH为7、Cu^(2+)浓度为100μmol/L、三炔丙基胺浓度为3μmol/L和反应时间12 min的最优条件下,用分光光度计检测VC的检出限为0.042mg/L,目视的检出限为0.05mg/L。该方法成功用于饮料中VC的测定,呈现了良好的回收率,从而验证了该方法的可靠性和可行性。结论这项研究提供了一种简便、超灵敏的VC检测方法,可用于VC的微量可视化检测。

基于点击化学的酸敏感性聚合物前药的设计与合成

基于点击化学反应,将姜黄素和己烷-1,6-二丙炔酸二酯直接共聚,制备了酸敏感性主链型聚合物前药,并采用紫外可见吸收光谱法、荧光光谱法、红外光谱法、扫描电子显微镜、粒径分布及Zeta电位对其结构进行了表征。结果表明,聚合物前药为粒径100~200 nm的球形纳米粒子,形状均匀,分散性良好;聚合物前药在肿瘤微环境下通过酸触发聚合物主链降解,实现对药物的可控性释放。为提升常规化疗药物疗效并降低其毒副作用研究提供了参考。

点击化学在功能纺织品制备中的应用研究进展

为进一步推动点击化学技术在纺织品领域的应用进程,就近年来国内外在点击化学制备功能纺织品方面的相关研究和发展现状进行了综述。简要介绍了点击化学的基本概念及其在纺织品表面功能修饰方面的优势;阐述了利用点击化学技术制备功能纺织品的方法及分类,包括巯基-烯、巯基-环氧、巯基-卤素、巯基-异氰酸酯、巯基-马来酰亚胺以及叠氮-炔等;重点围绕点击化学在制备疏水、抗菌、电磁屏蔽、环境响应以及防毡缩等不同类型功能纺织品中的作用机制和优缺点进行了探讨。分析了通过点击化学手段制备功能纺织品的发展潜力和局限性;并针对当前点击化学在制备功能纺织品方面所面临的问题,提出了可能的解决方案,以期为点击化学在纺织品领域的广泛应用提供理论支持和技术参考。

点击化学在肿瘤研究中的应用

点击化学是最重要的生物正交化学反应,它像“乐高”一样将分子连接起来。点击化学正深刻影响着肿瘤研究,例如修饰肿瘤细胞、设计肿瘤药物、传输肿瘤药物、药物临床前评估和操控免疫细胞。点击化学也将被用于分子发现和靶向治疗,为肿瘤研究提供新方法。

点击化学制备AChE/MAO-B双抑制剂及活性评价

通过点击化学(Click)设计、合成了22个香豆素衍生物。多数化合物在微摩尔范围内表现出良好的AChE和MAO-B双抑制活性,具有良好的生物相容性。尤其是一种名为A2B5的化合物,对AChE和MAO-B的IC_(50)分别为(0.23±0.02)、(0.31±0.03)μmol/L,是最佳的AChE/MAO-B双抑制剂。实验结果表明香豆素基团是一类有效的AChE和MAO-B双抑制活性基团,羟基取代苯环的存在能够增强抑制活性。分子对接研究发现A2B5是双位点抑制剂,苯基部分结合到AChE的CAS位点,香豆素结合到PAS位点,三氮唑环占据两个活性位点的中间峡谷。A2B5的香豆素部分结合到MAO-B的入口空腔,苯基部分结合到底物空腔,并嵌入到Tyr435、Tyr398和FAD形成的“芳香笼”。总之,香豆素C7位置取代衍生物可以被开发为AChE/MAO-B双抑制剂,为进一步开发抗阿尔茨海默病的双靶点药物提供一个新的起点。

点击化学交联用于提升有机太阳能电池活性层的稳定性

本文制备了以BDT为核心,侧链末端引入可交联的乙烯基的聚合物给体材料。采用三元共聚的合成方法,引入3%和5%含量的乙烯基片段,合成了材料CT-1和CT-2。随后基于材料自身的光电性能测试、器件活性层的形貌测试以及器件的光伏性能测试,分析了乙烯基片段的引入量与交联前后性能改变的内在联系。结果表明,适量的乙烯基交联不仅可以提升材料的稳定性,器件的光电转化效率(PCE)也得到了提高,其中CT-1与受体BTP-eC9制备的器件,其PCE达到了14%。

CuAAC点击化学法合成三氮唑结构锌离子探针

铜(I)催化的叠氮-炔烃环加成(CuAAC)点击化学与荧光探针是有机化学科研领域的重要前沿方向,开展相关的教学实验有助于学生创新能力的培养。然而,如何避免使用有毒、有爆炸风险的叠氮类化合物,是本科教学中推广CuAAC点击化学面临的巨大挑战。本文报道了一个改进的适合本科教学的CuAAC点击反应,提高了安全性与趣味性。通过巧妙利用5,7-二甲基四氮唑[1,5-a]嘧啶在溶液中可以互变异构为叠氮化合物的性质,使之与4-乙炔基苯甲醚反应生成三氮唑化合物5,实验中避免了操作叠氮化合物带来的中毒和爆炸风险。实验合成的化合物5可以选择性识别锌离子并作为锌离子荧光探针,具有定量测定锌离子含量的潜力。

点击化学:功能化学的新时代——2022年诺贝尔化学奖简介

瑞典皇家科学院北京时间10月5日下午5点45分重磅宣布,将2022年诺贝尔化学奖授予美国化学家卡罗琳·露丝·贝尔托齐(Carolyn R.Bertozzi)、丹麦化学家莫滕·梅尔达尔(Morten Meldal)和美国化学家卡尔·巴里·沙普利斯(K.Barry Sharpless),以表彰他们在“点击化学和生物正交化学”(click chemistry&bioorthogonal chemistry)的发展作出的突出贡献。到目前为止,Bertozzi是诺贝尔化学奖史上第8位女性获奖者,Sharpless是第5位“梅开二度”的诺奖得主——他于2001年凭借“不对称氧化反应”获得了诺贝尔化学奖。2022年诺贝尔化学奖关乎于寻找新的理想的化学,让简单性和功能性优先。他们的研究也将给人类带来巨大的获益。

利用点击化学合成pH敏感型有机硅树脂

本实验以八甲基环四硅氧烷(D_(4))、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙基硅烷(KH-570)、六甲基二硅氧烷(MM)、二甲基亚砜(DMSO)为原料,在KOH催化下,于80~90℃水浴加热,磁力搅拌下反应得到有机硅大分子。通过红外光谱分析表明,分子中引入双键。再利用点击化学的方法,使其与不同量的巯基乙酸通过C=C双键加成反应得到系列带羧基有机硅树脂。通过红外光谱分析表明,双键消失并且引入羧基,从而得到了目标产物。并采用了质量变化法研究了其pH敏感性能。将产物分别加入不同pH值的缓冲溶液中,测定其质量变化率随反应时间变化,结果表明,该树脂具有强的pH敏感性,且在pH值为9时,巯基乙酸加入量为3mL的产物的重量变化率最大,达到28%。

点击化学法制备羟基改性1,2-聚丁二烯及其对橡胶性能的影响

巯基-烯点击化学具有反应效率高、反应条件温和等特点。1,2-聚丁二烯(1,2-PB)含有侧乙烯基双键,较其他以主链双键为主的聚合物点击活性更高,且有利于制备高羟基官能化的改性PB产物。分别采用过氧化二苯甲酰、偶氮二异丁腈和过氧化十二酰为引发剂,2-巯基乙醇为改性剂,利用FTIR、DSC、元素分析等方法研究了引发剂种类和反应条件对1,2-PB点击改性产物结构的影响。实验结果表明,羟基与1,2-双键的反应程度大于50%,玻璃化转变温度提高10.71~13.84℃。同时还研究了羟基改性1,2-PB对白炭黑填充1,2-PB硫化胶性能的影响。

基于点击化学和可逆加成-断裂链转移自由基聚合合成极性链接枝聚丁二烯

以1-硫代甘油作为改性剂、聚丁二烯为主链,通过热引发和光引发合成了侧基含有羟基的聚丁二烯,以S-1-十二烷基-S′(α-α′-二甲基-α′′乙酸)-三硫代碳酸酯作为可逆加成-断裂链转移自由基聚合试剂、偶氮二异丁腈为引发剂,合成了端羧基聚N,N-二甲基丙烯酰胺,然后将两种官能化的聚合物进行酯化反应制得聚N,N-二甲基丙烯酰胺接枝聚丁二烯。结果表明,采用光引发可以显著提高点击化学的反应效率。用核磁共振氢谱证实了产物含羟基聚丁二烯和端羧基聚N,N-二甲基丙烯酰胺以及接枝聚合物的结构,并显示通过这种方法所制备接枝聚合物的接枝链数目和长度均可控。

具有宽带微波吸收性能的MWCNTs/SiC纳米复合材料的点击化学法制备及性能研究

多壁碳纳米管/碳化硅(MWCNTs/SiC)纳米复合材料,以电阻型微波吸收剂MWCNTs为基体材料,电介质型微波吸收剂碳化硅作为损耗介质通过点击反应制备。采用XRD,IR,XPS,TG,SEM,矢量网络分析仪进行该复合材料的结构表征和微波吸收性能测试。此外还探讨了不同投料比,对复合材料的微波吸收性能的影响。实验结果表明:MWCNTs/SiC二元纳米复合材料由点击法成功制备;当投料的质量比MWCNTs:SiC=1∶1时,MWCNTs/SiC二元纳米复合材料在2.0 mm的厚度下,其最小反射损耗(RLmin)达到了-44.96 dB,在1.5 mm的超薄厚度下有效吸收的最宽带宽(RL<-10 dB)达到5.04 GHz(从12.66~17.93 GHz,覆盖了Ku波段的87.8%);此外,MWCNTs/SiC二元纳米复合材料可以在整个X波段有效吸收电磁波,厚度范围为2.0~2.5 mm。并且,通过调整吸收层的厚度,几乎可以有效覆盖所有的C、X和Ku波段。MWCNTs和SiC之间通过点击反应以共价键连接,分子内部形成导电通道,产生足够的载流子,在外加电场的作用下产生感应电流,也可以衰减电磁波,从而增强对电磁波能量的消耗。

基于点击化学的色谱分离材料研究新进展

自诺贝尔奖获得者Sharpless教授2001年首次提出点击化学概念以来,该类反应凭借条件温和、反应迅速、产量高、副产物少、分离提纯简单等优势,迅速拓展至材料和生命等诸多科学领域,成为一种强大的模块化合成工具。目前,点击化学反应已成为设计制备分离材料的重要手段,展现出蓬勃发展的现状。本文首先简要地回顾了点击化学的发展历程并介绍了其独特优势,然后聚焦于柱色谱和膜色谱两大分离领域,系统地综述了近5年发表的基于点击化学的色谱分离材料相关报道,重点归纳了叠氮-炔、巯基-烯和巯基-炔这3种常见点击反应类型在色谱分离材料研究中的最新进展,最后对点击化学在开发高效分离材料方面的发展前景进行了展望。

基于巯基-烯点击化学制备丝素蛋白/透明质酸复合水凝胶

目的:以丝素蛋白和透明质酸为原料设计并制备医用天然聚合物水凝胶。方法:对丝素蛋白和透明质酸进行巯基化及双键化改性,在紫外光条件下,利用巯基-烯点击聚合快速固化成胶。通过氢-1核磁共振波谱法表征改性丝素蛋白及透明质酸的接枝率;流变学测试表征水凝胶的凝胶点;扫描电镜观察水凝胶的内部微观结构;压缩测试表征力学性能;质量法测定溶胀率及降解率;将水凝胶与细胞共培养,通过乳酸脱氢酶法测定细胞毒性,漂浮计数法测定细胞黏附性并用扫描电镜及荧光显微镜观察凝胶表面的细胞生长与分化状况。结果:改性后的丝素蛋白和透明质酸的官能团取代度分别为17.99%和48.03%。制备所得的丝素蛋白/透明质酸复合水凝胶的凝胶点为40~60 s,凝胶内部具有孔状结构,压缩强度达450 kPa且循环十次不破裂。复合水凝胶可吸收自身质量4倍甚至10倍的水。水凝胶可生物降解,35 d后的降解率达28%~42%。复合水凝胶的细胞毒性较弱,细胞黏附性较好,细胞在凝胶表面生长和分化状况良好。结论:光固化丝素蛋白/透明质酸复合水凝胶能快速成胶、力学性能优异、生物相容性好,具有可调的溶胀率及降解度,在生物医学上具有一定的应用潜力。

羟基-炔点击化学改性半乳甘露聚糖薄膜的制备及性能研究

以植物源半乳甘露聚糖(GM)为原料,1-苯基-2-丙炔-1-酮(PPK)为醚化试剂,通过绿色高效的羟基-炔点击化学改性技术,成功地在室温条件下制备得到兼具优异力学性能、疏水性能和紫外屏蔽性能的半乳甘露聚糖苯丙基烯酮醚(GMPPK)薄膜。结果表明:羟基-炔点击化学可以实现GM表面羟基的高效醚化。与未改性的GM薄膜相比,由于PPK分子的引入,GMPPK薄膜表现新的紫外屏蔽性(GMPPK2在275 nm处的屏蔽率高达98.86%)、疏水性(水接触角从74.9°增加至96.5°)和耐水溶胀性。此外,随—OH∶PPK的反应摩尔比增加,GMPPK2薄膜的力学性能进一步增加,其拉伸应力为44.7 MPa,韧性为1.7 MJ/m3,杨氏模量为25.3 MPa,分别是未改性GM薄膜的2.2倍、1.9倍和2.4倍。研究结果可为开发高性能半乳甘露聚糖包装薄膜材料的应用研究奠定理论基础。

点击化学和生物正交化学中的化学基础概念和前沿思想——2022年诺贝尔化学奖浅析

2022年诺贝尔化学奖授予了Carolyn R.Bertozzi、Morten Meldal和K.Barry Sharpless三位科学家,以表彰他们开创了点击化学和生物正交化学。点击化学源于对有机合成方法学的改进,提供了一种在温和条件下高效快速地偶联化学分子的新方法。生物正交化学的开发则起始于生命体系中糖质生物大分子的特异性标记和成像,发展出一类不干扰生命体系且不受生命体系干扰的连接反应。二者殊途同归、异曲同工,成为了在化学、生物医药和材料科学等领域中应用最为广泛的一类化学反应。本文从点击化学与生物正交化学开发中所涉及的化学基础概念出发,对这两种方法的前沿思想进行简要探讨。

点击化学作为分子连接工具:机遇与挑战

2022年诺贝尔化学奖授予点击化学以及生物正交化学领域的三位科学家,显示了点击化学在当代合成领域的重要地位.点击化学本质是一类连接反应,旨在通过将不同单元分子高效地拼接在一起,最终得到具有特定结构与功能的分子.在传统有机化学中,碳碳键的合成通常具有较大难度,因为它们涉及较低的化学驱动力和较多的副反应.点击化学强调开发基于碳杂原子键的新型组合化学反应,并通过这些反应简单有效地获得多样性分子.点击化学的发展将科学家们从复杂、专业性强的有机合成中解放出来,使他们可以专注于分子功能的开发,一定程度拓宽了合成化学的应用范围.基于点击化学的优越性能,其在聚合物合成以及生物医学等领域表现出了非常广泛的应用前景.本文简要概述了几种涉及不同底物和催化剂类型的典型点击反应,并尝试解释这一领域背后的发展逻辑.此外,阐述了点击化学在现代科学,尤其是聚合物合成和生命科学等领域的应用,及其目前存在的局限性和未来可能的发展方向.点击反应的主要特征包括产率高、选择性好、副产物无害且易分离、反应条件简单、原料易得、符合原子经济性和应用范围广等.典型的点击化学包括亲核开环反应、环加成反应、保护基反应、碳碳多键加成反应和施陶丁格反应等,这些反应大多在点击化学概念提出之前就已被开发.通过改变反应条件,选择合适的底物和催化剂,这些反应可以更加满足点击标准.而随着点击化学在生命科学领域的应用,不依赖于催化剂的反应逐渐受到重视,因为他们更有希望在生物体内保持点击活性.环应力可以在无催化剂存在下有效改善反应动力学,针对底物分子应力的研究成为了点击化学领域的重点.此外,近年来光催化点击反应和解离反应也受到广泛关注,这些“智能”点击反应可以提供有效的时空控制、可逆的连接-释放过程,代表了点击化学新的突破.在应用方面,点击化学可以提供高原子经济性的分子合成方法,因而被广泛用于聚合物的合成,它也为聚合物的功能修饰提供了简便方法.然而在生命科学领域,无催化剂反应显然更有利于生理环境下的分子合成,这也体现了点击化学背后受应用驱动的发展逻辑.当然,不同应用场景也为点击反应提出了新要求.本文强调了生物相容性、可扩展性以及智能化会是点击化学未来发展面临的主要挑战,需要深入研究点击化学在复杂应用场景中的反应机制,引入计算机技术帮助提高可扩展性,以及开发光、磁等物理因素控制的反应类型.相信通过新理论、新技术的引入,点击化学领域将会取得更大的突破.

纺织品功能整理中的点击化学

为解决纺织品功能整理中反应条件复杂、能耗高、污染严重、效果不理想等问题,归纳了点击化学反应在纺织品领域中的理论研究现状,介绍了点击化学的概念、特点、反应类型及应用,包括巯基-烯点击化学反应、巯基异氰酸酯点击化学反应、巯基-马来酰亚胺点击化学反应在纺织品的拒水、阻燃、防毡缩、抗菌等功能整理中的应用。指出点击化学反应本身将作为“促进剂”进一步推动纺织品阻燃、抗菌、拒水、拒油、抗静电、光致变色、防毡缩等功能性整理的发展,最后对点击化学进行展望,为其在纺织品功能整理领域的应用提供研究思路和理论参考,拓宽其在纺织品功能整理领域的应用范围。

2022年诺贝尔化学奖解读——点击化学和生物正交化学

2022年诺贝尔化学奖授予美国化学家卡尔·巴里·夏普利斯(K.Barry SHARPLESS)、丹麦化学家摩顿·梅尔达尔(Morten MELDAL)和美国化学家卡罗琳·贝尔托西(Carolyn R.BERTOZZI),以表彰他们为发明和发展点击化学和生物正交化学所做出的突出贡献。详细介绍了点击化学和生物正交化学在生物学科领域中的应用,并展望了其在化学学科和生物学科领域面临的新挑战和新机遇。点击化学和生物正交化学是人类探究生物化学过程本质的高效分子水平构建工具。

“点击化学”:科学家的“系扣”游戏

为了穿脱方便,我们的衣服大多被设计成左右两边衣襟,依靠扣子和扣眼连成整体。如果合成化学物质能像系扣子一样简单易行,那么新物质被发明的概率将会大大提高。美国科学家卡尔·巴里·沙普利斯和丹麦科学家莫滕·梅尔达尔就发现了如同系扣子的化学合成方法,沙普利斯称这种方法为“点击化学”。而美国女科学家卡罗琳·露丝·贝尔托齐则将这种方法推广到对生物体内生理活动的化学研究中。他们三人因在“点击化学”领域的突出贡献而共同获得了2022年诺贝尔化学奖。