點擊化學(xué)（Click Chemistry）：一個強大的制藥科學(xué)工具

點擊化學(xué)（Click Chemistry）是指一組快速、使用簡單、易于純化、用途廣泛、區(qū)域?qū)Ｒ徊a(chǎn)生高產(chǎn)率的反應(yīng)。雖然有許多反應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)，但疊氮化物和末端炔烴的 Huisgen 1,3-偶極環(huán)加成反應(yīng)已成為香餑餑。它已在廣泛的研究領(lǐng)域中得到應(yīng)用，包括材料科學(xué)、高分子化學(xué)和制藥科學(xué)。在這份手稿中，將回顧惠斯根環(huán)加成的重要方面，以及它的許多藥物應(yīng)用中的一些。生物共軛、納米粒子表面改性和與藥物相關(guān)的聚合物化學(xué)都將被涵蓋。

在藥物科學(xué)領(lǐng)域，研究人員一直在尋找具有特定特性的新分子和結(jié)構(gòu)。雖然人們可以很容易地想出適合需求的結(jié)構(gòu)設(shè)計，但真正的困難在于其合成和純化。如果只有分子合成像建造樂高®城堡或組裝宜家®桌子一樣簡單。如果只有現(xiàn)成的結(jié)構(gòu)單元可以很容易地連接在一起，只需幾個清晰的步驟即可形成眾多的可求分子。雖然它仍然是一個影響深遠(yuǎn)的夢想，但點擊化學(xué)的新概念似乎提供了一絲希望。

自 1999 年 Barry Sharpless 博士的團(tuán)隊在第 217 屆美國化學(xué)學(xué)會年會上介紹以來，點擊化學(xué)已成為一個非常受歡迎的話題，相關(guān)出版物數(shù)量幾乎呈指數(shù)增長就證明了這一點。 2007 年 12 月 31 日通過 SciFinder Scholar® 進(jìn)行的文獻(xiàn)檢索顯示，共有 788 篇出版物包含關(guān)鍵字“點擊化學(xué)"或“點擊反應(yīng)"，其中包括期刊文章、評論、預(yù)印本、摘要和論文。如圖 1 所示，該領(lǐng)域的出版物在過去四年中迅速增加。

在 2001 年的里程碑式評論中，Sharpless 博士將點擊化學(xué)定義為一組反應(yīng)，“......必須是模塊化的，范圍廣泛，產(chǎn)量非常高，只產(chǎn)生可以通過非色譜方法去除的無害副產(chǎn)物，并且是立體特異性（但不一定是對映選擇性的）。所需的工藝特性包括簡單的反應(yīng)條件（理想情況下，該工藝應(yīng)對氧氣和水不敏感）、易于獲得的起始材料和試劑、不使用溶劑或使用溫和的溶劑（如水）或易于去除的溶劑，以及簡單的產(chǎn)品隔離。如果需要，必須通過非色譜方法進(jìn)行純化，例如結(jié)晶或蒸餾，并且產(chǎn)品必須在生理條件下穩(wěn)定"。這組反應(yīng)的鑒定是大自然從數(shù)量非常有限的單體（即來自氨基酸的蛋白質(zhì)、來自核苷酸的核酸等）中實現(xiàn)驚人生物多樣性的策略的直接結(jié)果。 Sharpless 博士對傳統(tǒng)藥物發(fā)現(xiàn)過程的緩慢和低效感到困惑，提出了一種新策略，通過點擊反應(yīng)連接可用的構(gòu)建塊，可以輕松制備大型組合庫。這種方法的經(jīng)驗法則是“......所有搜索都必須限制在易于制作的分子上"。

盡管這種新的藥物發(fā)現(xiàn)哲學(xué)非常有吸引力，但該領(lǐng)域的藥物化學(xué)家似乎猶豫不決。如圖 2 所示，在通過 SciFinder Scholar® 識別的所有出版物中，只有 14% 與藥物發(fā)現(xiàn)相關(guān)。有趣的是，點擊反應(yīng)在聚合物科學(xué)中的應(yīng)用受到熱烈歡迎并被認(rèn)為是立馬的成功。點擊化學(xué)的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用，特別是在制藥科學(xué)中，也正在成為一個令人感興趣的領(lǐng)域。原因之一是在許多研究領(lǐng)域，例如藥物遞送和納米醫(yī)學(xué)，接頭化學(xué)起著舉足輕重的作用。生物療法需要用探針進(jìn)行標(biāo)記，以方便檢測和評估。需要組裝納米級運載工具以提供體內(nèi)藥物運輸。靶向部分和藥物需要連接或加載到遞送系統(tǒng)上。這些是非常乏味的任務(wù)，因為成功進(jìn)行接頭化學(xué)有很多限制。例如，它們通常在水中進(jìn)行。此外，反應(yīng)條件最好是溫和的，這樣存在的生物和其他易碎結(jié)構(gòu)不會失去它們的功能。還需要考慮保護(hù)和脫保護(hù)以避免不需要的副反應(yīng)。 Click chemistry，通過其*的功能，可以輕松滿足所有這些限制。盡管它旨在服務(wù)于一個*不同的目的，但它一再表明可以非常好地滿足制藥界的需求。在這篇綜述中，將討論點擊化學(xué)的重要方面，以及它在藥物遞送和納米醫(yī)學(xué)中的新興應(yīng)用。我們還將為其在制藥科學(xué)領(lǐng)域的未來發(fā)展提供一些我們的關(guān)注點和愿景。一些關(guān)于點擊化學(xué)的評論已經(jīng)發(fā)表 。讀者可能會發(fā)現(xiàn)它們有助于理解點擊化學(xué)的其他方面或獲取更多背景信息。

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