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高分子科学前沿  · 公众号  · 化学  · 2024-08-10 07:50

主要观点总结

本文综述了长波长光诱导点击反应的研究进展,总结了不同类型的可见光和近红外光诱导点击反应及其机制,包括光催化反应、四唑-烯烃偶联反应、光诱导氮丙环-烯烃环加成等。文章还讨论了这些反应在生物成像、生物大分子修饰、聚合物合成等领域的应用前景,并指出在设计长波长驱动的光点击反应时需要综合考虑有机化学、光化学、计算化学、激光技术和生物医学应用的兼容性。尽管已有许多进展,但在红光和近红外光驱动的光点击反应方面仍有很大的探索和优化空间。

关键观点总结

关键观点1: 本文主要介绍了长波长光诱导点击反应的分类和机制,包括类型I至IV的光点击反应。

类型I利用光催化剂或光引发剂激活反应物,促进点击反应的发生;类型II包括光可激活的经典点击反应,通过光诱导的共价键断裂形成稳定的反应中间体;类型III利用光诱导的环加成反应,如光诱导的四唑-烯烃环加成和光诱导的氮丙环-烯烃环加成;类型IV包括两种主要反应类型,即光诱导的醌-烯烃环加成反应和亚甲基硅烷与吲哚的光点反应。

关键观点2: 光诱导点击反应在生物成像、生物大分子修饰、聚合物合成等领域有广泛应用。

这些反应具有反应速率高、选择性好的优点,可用于生物体内精准控制化学转化和分子修饰。

关键观点3: 设计长波长驱动的光点击反应需要综合考虑多方面因素。

这包括理解有机化学、光化学、计算化学、激光技术和生物医学应用的兼容性,以及探索新的反应策略和机制,如通过延长π共轭系统或推拉体系实现直接激发,通过三重态敏化、上转换纳米颗粒等方法实现间接激发。


文章预览

长波长点击反应 光诱导点击反应(photoclick reactions)结合了光驱动过程和经典点击化学的优势,在表面功能化、聚合物偶联、光交联、蛋白质标记和生物成像等领域有广泛应用。然而,大多数光诱导点击反应需要紫外(UV)光才能进行,这对于许多应用(尤其是生物学背景下)来说并不合适。紫外光无法有效穿透生物组织,而且对细胞有毒性。相比之下,可见光(380-760 nm)和近红外光(760-2500 nm)更适合生物应用,因为它们能更好地穿透组织,且毒性较低。因此,迫切需要开发可由可见光和近红外光激发的光诱导点击反应体系。这需要分子设计来提高反应物对低能量光的吸收,从而有效利用其能量驱动所需的转化反应。近年来,研究人员集中精力设计了多种可见光和近红外光诱导的光诱导点击反应,包括通过延长π共轭体系、双光子激发、上转换纳米颗粒等方法来实现光谱红移。 ………………………………

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