巯基-烯/炔点击化学研究进展

近年来,点击化学以其应用范围广、反应条件简单、速度快,产率高、环境友好、选择性强等诸多优点受到科学家的青睐,点击化学的概念对有机合成领域有很大的贡献,在药物开发和生物医用材料等诸多领域中,它已经成为目前最为有用和吸引人的合成理念之一.而巯基-烯/炔点击化学是近年来发展衍生出来的一类新型的点击化学,它以光引发自由基反应为催化介质,充分将光引发过程的优点和传统的点击反应的特点相结合,在特定的区域和官能团间反应,具有高度的选择性,成为合成材料的又一重要途径.本文着重就巯基-烯/炔点击化学在制备功能性聚合物微球、两亲性的嵌段聚合物、分子器件材料、高度支化聚合物等领域及化学修饰与改性方面进行了评述,并对点击化学在新领域中的应用及其发展方向进行了展望.     

点击化学在生物医用高分子中的应用

点击化学的概念提出不到10年,由于其反应条件温和,反应效率高,产物后处理简单等诸多优点而备受关注。本文概述了点击化学技术应用于生物医用高分子材料的合成,主要介绍了铜催化叠氮炔环加成(copper-catalyzed azide-alkyne cycloaddition)点击化学合成和制备多功能性和智能响应性高分子用于非病毒高分子基因载体、高分子胶束药物载体和水凝胶控制释放体系等的研究和最新进展,提出了点击化学在生物医用高分子材料合成中应用的主要问题,并对其发展前景进行了展望。     

基于无铜点击反应的水凝胶合成

水凝胶是一种交联高分子材料, 在药物传输、传感器技术、组织工程中发挥重要作用。通过高效率和高精确度的点击反应合成水凝胶, 具有快速、模块化以及副反应少等优点, 并且能够得到近乎理想的网络结构。Cu（Ⅰ） 催化的叠氮-炔之间的环加成 （CuAAC） 反应作为点击反应的典型代表, 已广泛应用于水凝胶的制备。但由于该反应在制备水凝胶的过程中使用了Cu（Ⅰ） 催化剂, 导致产品易被金属铜盐污染, 从而使该反应在其制备领域受到限制。基于此, 无铜点击反应,如巯基-烯/炔反应、呋喃/蒽-马来酰亚胺 （MI） 修饰的 Diels-Alder 环加成 （D-A） 反应以及环张力促进的叠氮-炔环加成反应 （SPAAC） 已经被应用到水凝胶的制备以及功能化方面。本文就近年来上述无铜点击反应在水凝胶合成及功能化方面的应用进行综述, 并对其发展趋势进行展望。     

巯基-烯点击化学

点击化学自2001年由Sharpless提出后,由于其高效、可靠、高选择性的特点迅速成为药物和高分子材料合成的新方法。随着对点击化学研究的深入,其反应类型在不断增多,应用范围也在不断扩大。自由基或亲核试剂引发的巯基-烯反应作为其中一种新型的点击反应具有点击化学的所有特性。本文从点击化学的概念、特征和类型出发,重点介绍了巯基-烯反应的机理和在合成功能聚合物、制备拓扑结构高分子、表面修饰以及生物药物等方面的应用,并对巯基-烯反应的最新研究成果进行综述,最后展望了巯基-烯的点击化学的发展前景。     

点击化学及其在化学传感器中的应用进展

本文对点击化学的概念、点击反应分类、化学及生物传感器中点击化学的作用类型及近几年来点击化学在化学传感器中的应用进展作了较为详细的介绍,并展望了点击化学在传感器领域应用的发展趋势.     

点击化学作为分子连接工具:机遇与挑战（英文）

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...     

基于G-四联体的聚多肽-DNA水凝胶响应性研究

利用铜催化的点击反应合成了侧链接枝DNA的聚多肽, 基于DNA自组装的理念, 将含有两段鸟嘌呤(G)的序列引入到体系中, 结合G-四联体在钾离子存在的情况下能够形成分子间四链结构的特性, 获得了具有热响应和离子响应性的聚多肽-DNA超分子水凝胶. 此凝胶制备过程具有原位、快速等特点, 构筑基元具有可设计的响应性和良好的生物相容性. 综合以上特点, 此超分子水凝胶在组织工程和三维生物打印等领域具有潜在的应用.     

微波促进的点击化学

自2001年Sharpless等提出点击化学概念以来,Cu(I)催化的炔与叠氮之间的1,3-偶极环加成反应(Cue-AAC)已经成为点击化学最成功的范例.Cue-AAC反应由于其良好的立体选择性、模块性以及官能团耐受性等特点迅速成为许多研究领域,例如药物化学、材料科学等领域中的有力工具.同时,微波加热作为一种高效、绿色合成技术已越来越受到人们的重视,相对于传统加热方式,它能大幅缩短反应时间,提高产率和纯度.综述了近十年来利用微波加热与点击化学相结合的策略在合成生物大分子及小分子化合物库中的应用,并对其发展前景作了展望.     

点击化学在食品安全检测中的应用研究进展

点击化学因具有反应模块化、无有毒有害副产物、反应效率高等出色的反应性能备受关注,是继组合化学之后又一新型合成技术,在材料表面功能化、大分子聚合物的合成、生物标记等领域得到了广泛应用.点击反应试剂的活性基团易于修饰在其他化学基团上,表明点击反应有望作为中间反应介导特定反应的信号转换或放大.近几年出现了大量基于点击化学构建...     

含"点击"反应基团的苯并恶嗪类长波长光学探针的合成及其生物分析应用

"点击化学"是指在Cu(Ⅰ)离子的催化作用下,端基炔和叠氮化合物之间的1,3-环加成反应.自从2001年被发现以来,点击反应已用于多种化合物的合成制备~([1,2]).该反应的条件十分温和,甚至在pH7的水溶液中、室温条件下即可进行.此外,该反应还具有高选择性、高效率、高稳定性以及良好的生物兼容性,因而在生物分子的共价标记方面具有重要的应用前景.目前,点击反应不仅用于离体状态下生物分子的标记,而且还成功用于活体肿瘤细胞的靶向检测~([3]).     

球磨-点击化学反应：无溶剂绿色反应方式

点击化学因反应简单、选择性高、产物单一、且无有害副产物的优点被广泛使用。作为诺贝尔化学奖项,点击化学最初被设计用于水相或绿色有机溶剂。然而在实际应用中,受限于反应物溶解性,点击化学常在极性高的有毒溶剂中进行。溶剂的使用不仅违背了绿色化学的初衷,还增加了生产成本。为了解决这些问题,球磨引起的机械化学被用来实现点击化学反应。机械化学作为一种新型的反应方式,无需溶剂。球磨-点击化学反应具有额外的优点,例如缩短反应时间、降低反应温度、减少催化剂的使用等。本文通过综述整理,报道了球磨条件下点击化学反应的研究进展,包括CuAAc、Diels-Alder、胺-异硫氰酸酯反应、胺-硫醇反应和氧氮自由基偶联反应。为了给读者提供实际操作的指导,本文也包含了球磨机选择指南,液体/固体辅助研磨物质的加入,以及影响反应转化率因素的探究,包括催化剂的选择、添加剂的加入、研磨球大小的选择、化学计量学的探讨、和球磨时间的影响。     

硫醇-烯/炔点击化学制备有机/无机杂化材料

有机/无机杂化材料因其独特、优异的结构和性能已经成为目前材料领域的研究热点,硫醇-烯/炔点击化学是近年发展起来的一类新型点击化学,以其反应条件温和、速率快、产率高、产物容易分离以及高度选择性等优点受到国内外研究者的广泛关注。本文综述了近年来硫醇-烯/炔点击化学制备有机/无机杂化材料的研究进展,重点介绍了利用硫醇-烯/炔点击化学制备硅类、碳类、金属及金属氧化物类有机/无机杂化材料,并归纳了这些有机/无机杂化材料在生物医用、环境保护、光电材料等方面的应用,最后展望了硫醇-烯/炔点击化学制备有机/无机杂化材料未来的发展方向。     

含邻苯二酚基团聚合物的研究进展

富含邻苯二酚基团聚合物具有优异的生物相容性、耐水性和粘附性能,被广泛应用于胶黏剂、水凝胶、防污涂层、自修复材料、生物医用材料等领域。 本文概述了含邻苯二酚基团聚合物的研究进展,重点介绍了含邻苯二酚基团聚合物的合成方法、化学结构和性能,以及其应用和前景。     

基于多肽结构的聚合物水凝胶

多肽由于具有良好的生物相容性和生物可降解性、生物活性以及自组装特性, 近年来受到了广泛的关注。将多肽自组装特性引入到聚合物中,可赋予聚合物形成凝胶性并对凝胶网络分子结构做出一定控制,进而使凝胶具有如环境响应、力学可调等结构控制性能;将特殊功能性多肽引入到化学交联的聚合物凝胶网络中,可赋予水凝胶生物功能性,如细胞黏附、酶降解、抗菌等;将多肽的凝胶网络构建、结构控制作用以及功能性同时引入获得的物理/化学双重交联凝胶不仅赋予水凝胶一定的功能性,且多肽自组装贡献的物理交联结构还能对化学交联凝胶网络起增强作用。本文综述了基于多肽自组装的物理交联聚合物水凝胶、多肽功能化的化学交联聚合物水凝胶以及基于多肽的物理/化学双重交联的聚合物水凝胶,并展望了这些水凝胶的发展前景。     

天然五环三萜有机功能分子

天然五环三萜在自然界中广泛存在,由六个异戊二烯单元组成,可以从动植物中分离获取。因具有手性刚性骨架、多反应位点、独特组装性能、良好生物相容性及药理活性,其在超分子化学、智能材料、界面化学、药物传输等领域有着不可忽视的潜力。本文基于课题组近年来在天然五环三萜有机功能分子方面的工作,概述了含甘草次酸和甘草酸骨架的功能小分子和高分子的设计、合成及其在水凝胶、有机凝胶、有机-无机复合凝胶、手性材料、温敏和自愈合材料、农用Pickering乳液、准聚轮烷等方面的应用。     

氧化腈无铜点击反应构建氮氧杂环的研究进展

点击化学(Click chemistry)自从2001年被Sharpless提出之后,得到了飞速的发展.而Cu(I)催化的叠氮-炔之间的环加成(Cue-AAC)反应作为点击反应的典型代表,已广泛地应用于新材料的制备、药物的合成以及催化剂载体之中.但是在反应过程中使用Cu(I)催化剂,导致产品易被金属铜盐污染,从而使该反应在生物医药等应用领域受到限制.基于氧化腈的点击反应作为一类新型的点击反应,其不仅仅可以与炔、烯进行1,3-偶极环加成反应,还可以与腈反应.由于该反应不需要铜金属催化以及有良好的立体选择性和区域选择性等的优点,常被应用于药物的制备以及一些特定结构生物活性化合物的合成中.对基于氧化腈的点击反应最新进展进行综述.     

可注射的壳聚糖水凝胶的制备及应用进展

可注射的水凝胶由于其独特的性质在生物医学领域中备受关注。壳聚糖是自然界中唯一的一种阳离子多糖,具有含量丰富、价格低廉、生物相容性和生物可降解性良好等优点,经常被用来制备可注射的水凝胶。近年来,随着研究的进一步深入,通过采用各种化学或物理改性和修饰方法、引入各种生物功能分子或采用各种交联方法,具有优异性能的可注射的壳聚糖水凝胶不断涌现,其应用范围不断扩展,在实际应用中发挥了越来越重要的作用。本文主要介绍了常见的化学交联的和物理交联的可注射的壳聚糖水凝胶的制备方法,综述了其在药物载体、基因载体、细胞支架和伤口修复等生物医学领域中的应用进展,对其存在的问题及发展趋势进行了分析和展望,为可注射的壳聚糖水凝胶的进一步发展提供指导和借鉴。     

海藻酸动态共价交联水凝胶的制备及其自愈合性能

利用高碘酸钠氧化海藻酸得到带有醛基的海藻酸,利用水合肼与聚乙二醇反应得到末端为酰肼基的聚乙二醇,以二者为原料利用醛基与酰肼基反应形成酰腙键的动态化学反应,赋予天然生物大分子水凝胶优良的自愈性和p H响应性.通过红外光谱、核磁共振光谱、动态黏弹谱、电子万能试验机等表征了材料的结构、水凝胶的自愈合能力以及p H响应性.结果表明,该水凝胶具有良好的力学性能和自愈合能力,能够在不加热和不添加催化剂的情况下,在温和的生理环境下自发实现切口愈合.同时水凝胶具有p H响应性,在碱性环境中成凝胶,在酸性环境中则转变为溶液状态,并且这种凝胶—溶液转变可重复多次.这些优异的性能,加上简单的制备方法、良好的生物相容性将为这类材料在生物医用领域的应用提供坚实的基础.     

肽自组装水凝胶的制备及在生物医学中的应用

短肽自组装水凝胶作为一种新型的生物材料,具有生物相容性高、免疫原性低、含水量高、降解产物可被机体重吸收利用、结构与天然细胞外基质类似等优点,使其在材料科学、生物医药及临床医学等领域具有广阔的应用前景。在这篇综述中,我们主要介绍了常用的几种制备稳定的肽自组装水凝胶方法,包括酶催化的水凝胶化、化学/物理交联的水凝胶化以及光催化的水凝胶化。进一步,我们介绍一些关于肽自组装水凝胶在药物递送和抗肿瘤治疗、抗菌和伤口愈合以及3D生物打印和组织工程中的应用。我们希望通过本文的论述能引起更多的人对肽自组装水凝胶的关注,以推进其在生物医学领域应用的发展。     

仿生多尺度功能水凝胶的设计与制备:从二维界面到三维网络

水凝胶是以大量水为分散介质的三维高分子网络.高分子网络和水分子之间的氢键将水束缚在网络内部,从而使体系丧失流动性并转变成一种准固态物质.水凝胶能够在多种外界刺激下改变形状和体积,因此在软体机器人、柔性电子器件和传感器等领域具有广泛的应用前景,也引起了科研人员的关注.在生物软组织中,多尺度结构(如表面微/纳米结构,有序三维网状结构)的存在对于生物材料的自清洁、耐冻、环境适应性和优异的机械性能等功能至关重要.受生物水凝胶结构与功能特性的启发,研究人员开发了一系列对各种机械和环境条件具有高度适应性的仿生多尺度水凝胶.本文将从水凝胶的二维界面和三维网络的设计2个方面总结和讨论近年来仿生多尺度水凝胶的研究成果.二维界面设计包括表面化学/物理修饰、表面微/纳米结构构筑,能够调节水凝胶的表面浸润性和黏附性,拓展水凝胶在生物医学、海洋防污等领域的应用;三维网络设计,如引入非共价交联作用、设计有序网络结构、复合异质网络等,能够赋予水凝胶自修复性能、各向异性、高强度、形状记忆性能及抗冻性等优异的特性,拓展了水凝胶在可穿戴设备、软体机器人等领域以及复杂环境中的应用.最后我们对仿生水凝胶网络的设计、异质网络的分散以及无损表征等方面未来的发展以及该领域所存在的挑战作出展望.