클릭 케미스트리

클릭 케미스트리(click chemistry)는 화학 분야에 있고, 간단하고 안정인 결합을 만드는 몇개의 반응을 이용해 새로운 기능성 분자를 만들어 내는 수법.스크리프스 연구소의 배리・샤프레스가 제창했다.「클릭」은, 안전벨트가 카틱과 소리를 내 락 되도록(듯이), 재빠르게 확실한 결합을 만드는 모습을 비유한 말이다.

목차

개요

2001년에 저술해진 클릭 케미스트리의 총설[¹]에 대하고, 샤프레스는 다음 일을 지적하고 있다.

• 천연의 생체 고분자(단백질・DNA・RNA・당쇄)는 모두, 탄소-이질 원자 결합에 의해서 단량체(아미노산・핵산・당)가 결합해 되어 있다.
• 이것들을 이루는 35종 정도의 단량체는, 고들 6 탄소까지가 연결되어서 할 수 있던 것이다(3종의 방향족 아미노산은 예외).

즉, 단순한 파트를 이었을 뿐의 분자로, 생명 활동을 운영할 수 있을 정도의 복잡한 기능을 실현할 수 있다.또 각 파트는 만들기 어렵게 끊어지기 어려운 탄소-탄소 결합을 기본으로서 되어 있어, 파트끼리를 잇는 결합은 새로 짜넣어 용이한 탄소-이질 원자 결합에 달려 있다.이것은 자연의 합리적인 선택이었다고 보여진다.

샤프레스는 이 자연의 시스템에 배워, 비교적 단순한 부분 구조끼리를, 높은 반응성・선택성을 가진 탄소-이질 원자 결합 반응에 의해서 묶는 것으로, 새로운 기능성 분자를 창출하는 것을 제안했다.이 반응의 대표적인 것으로 해서 이용되고 있는 것이, 알킨과 아지드 화합물에 의한[3+2]형태의 부가환화 반응이다.

후이스겐 반응

알킨과 아지드 화합물이 부가환화 반응을 일으켜,1,2,3-트리아졸환을 만드는 것은 1961년에 롤프・후이스겐에 의해서 보고되고 있다.

 

샤프레스는 이 반응을, 클릭 케미스트리의 중심적인 반응으로서 평가했다.이것은 이하의 이유에 의한다.

• 알킨, 아지드는 많은 유기 화합물에 도입 용이한 관능기이며, 기본적으로 안정한다(아지드의 폭발성에는 주위를 기울일 필요가 있다).
• 알킨, 아지드는 그 외의 관능기와 거의 반응하지 않고, 서로만과 반응한다.
• 이 반응은 많은 유기용매나, 수중에서도 진행한다.
• 이 반응은 동(I) 이온의 존재하에서 100만배 정도 가속한다.그러나 엔트로피적으로 유리하면, 동이온 (이) 없더라도 충분히 빠르게 진행한다.
• 보통은 위치 선택성이 낮지만, 동이온 존재하에서는1,4-2 치환체가 선택적으로 생성한다.
• 생성한1,2,3-트리아졸은 안정인 관능기이며, 다시 분해하는 것이 없다.
• 수율 자주(잘) 진행해, 재결정이나 컬럼 크로마토그래피등의 정제 조작을 필요로 하지 않는다.
• 여분의 폐기물을 내지 않는다.

이러한 특징에 의해, 이 반응은 클릭 케미스트리의 이상에 가장 가까운 반응이라고 보여지고 있다.또 이 반응은, 그 밖에 물이나 다관능 성품자(단백질등)가 있어도 문제 없게 진행하는 것부터, 생화학 방면에의 응용도 가능해지고 있다.

응용

근년, 클릭 케미스트리는 의약 후보 화합물 등 유용한 화합물의 탐색에 이용되고 있다.또, 높은 관능기 허용성을 살려, 세포내등에서의 분자 수식 등에 응용되고 있다.

의약 탐색

샤프레스와 H.코르브등은, 아지드와 알킨 유닛을 각각 가진 만큼 아이끼리를 아세치르코린에스테라제의 존재하에서 혼합하는 것에 의해서 동효소내에서 Huisgen환화를 실시하게 해 K_d치가 10^-14 M대라고 하는 강력한 저해제를 창출하는 것에 성공하고 있는[²].

덴드리마 합성

샤프레스, 호-커등은 클릭 케미스트리가 뛰어난 반응성을 살려, 덴드리마의 수습형 합성에 응용하고 있는[³].지금까지 비교해 고효율로의 합성이 가능해졌다.

생화학

C. R. 베르툿트등은, 아지드기를 갖게한 당유도체를 세포내에 수중에 넣게 해 여기에 알킨과 결합한 형광 색소를 결합시키는 것으로 세포내 조직의 가시화에 성공한[⁴].클릭 케미스트리의 높은 기질 직교성을 잘 이용한 성과라고 할 수 있다.

외부 링크

샤프레스 자신에 의한 해설(화학과 공업잡지, PDF 파일)

참고 문헌

1. ^ Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, 2004-2021
2. ^ J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 12809-12818
3. ^ Angew. Chem. Int. Ed. 2004, 43, 3928-3932
4. ^ Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2007, 104, 16793-16797

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