点击化学作为连接工具巨大的机遇和挑战
点击化学可以通过将小单元拼凑在一起来帮助快速可靠地合成各种分子。特别是，它强调基于碳杂原子键合成的新组合化学方法的发展以及通过这些反应简单有效地获得分子多样性。这样，它可以使科学家从复杂的分子合成中解放出来，使他们能够专注于功能模块自下而上的联动。然而，各个领域不同的应用场景也对点击化学提出了新的要求。
近日，清华大学陆远教授领导的研究小组回顾了典型的和新发展的点击反应及其在现代科学中的应用。该视角描述了这些点击反应的发展逻辑。还讨论了该领域的挑战和潜在的发展方向。研究结果发表在催化学报上。
点击化学的标准指示我们找到几种可用的反应类型，包括但不限于亲核开环、“保护基”反应、环加成、迈克尔加成和施陶丁格连接。这些反应一开始并不完美，仍然需要改进。由于应用领域已经广泛扩大，点击反应应该在两个主要方向上进一步发展，这意味着它们应该更加条件宽松和更加智能。在这种情况下，菌株激活的底物已被证明可以加速生理环境中的反应。光触发和解离点击反应为该领域变得更加智能和可控提供了新的突破。
点击化学最令人惊奇的能力是构建多样化的分子库。这促进了其在研究对象复杂的领域的应用，特别是高分子和生物科学。点击化学可以促进聚合物合成中精确的结构控制和灵活的功能修饰。它还带来了生物偶联方面的新突破，进一步应用于生物标志物/成像、药物递送和药物靶点筛选领域。值得注意的是，尽管催化在聚合物合成中发挥了重要作用，但生理系统中的理想反应更倾向于非催化，这可以提供不同的发展逻辑。
各个应用领域对点击化学提出了新的挑战。总之，点击反应应该更具生物相容性，并且在生理条件下更容易发生。它们还应该更具可扩展性，以促进分子库的构建。还鼓励智能点击化学为这一过程带来智能控制。为了应对这些挑战，应该阐明点击反应的详细机制，特别是在复杂的应用场景中。计算机科学可能为构建大规模分子库和基于点击反应的高通量筛选提供解决方案。此外，光和磁等物理因素可以作为可控元素引入，这可能会促进智能点击化学反应。
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