انقر فوق التفاعلات وانقر فوق أدوات الكيمياء

كانت الإضافة الحلقية المحفزة بالنحاس الأزيد والألكاين أول تفاعل نقرة تم تطويره بشكل مستقل من قبل الحائزين على جائزة نوبل ، شاربلس وميلدال. يستخدم هذا التفاعل ، الذي صاغ "جوهرة التاج لكيمياء النقر" ، محفزا نحاسيا لتشكيل رابطة جديدة بين المجموعات الوظيفية الأزيد والألكين. والنتيجة هي حلقة تريازول تعمل مثل كتلة ليغو أو مشبك حزام الأمان "للنقر" على جزيء إلى آخر. 

يمكن إجراء تفاعلات CuAAC في إجراء من وعاء واحد ، مما يعني أنه يمكن دمج جميع المواد المتفاعلة في بداية التفاعل ، مما يبسط العملية ويجعلها أكثر كفاءة. منتجات تفاعلات CuAAC عبارة عن بوليمرات نقية من الناحية الهيكلية وعالية الوزن الجزيئي. 

نظرا للخصائص الرائعة لمحفزات النحاس ، مثل استقرارها في العديد من ظروف التفاعل ، مثل التحلل المائي والأكسدة والاختزال ، فقد أجريت أبحاث كبيرة في تطوير محفزات النحاس المختلفة (والمعادن الأخرى ، على سبيل المثال ، الروثينيوم) لتخليق الأزيد والألكين لبوليمرات البولي تريازول بالإضافة إلى وظيفة البوليمرات اللاحقة.

في تفاعل الثيول-إن، يتفاعل الثيول مع الألكين لتكوين رابطة كربون-كبريت، وتتشكل رابطة مزدوجة جديدة بين الكربون والكربون في هذه العملية. تتمتع تفاعلات الثيول-إيين بالعديد من المزايا مقارنة بالتفاعلات التقليدية، بما في ذلك القدرة على:

• المضي قدما في ظل ظروف معتدلة
• تتسامح مع مجموعة واسعة من المجموعات الوظيفية
• يتم تنفيذها في إجراء وعاء واحد ، مما يبسط العملية ويزيد من الكفاءة  

تتشابه تفاعلات الثيول والين مع تفاعلات الثيول لين ، ولكنها تتضمن تفاعل الثيول مع الألكين لتشكيل رابطة كربون-كبريت ، مع تكوين رابطة ثلاثية جديدة بين الكربون والكربون في هذه العملية. يمكن استخدام هذه التفاعلات لبناء التشعبات والهلاميات المائية والجسيمات النانوية ، بالإضافة إلى سلاسل البوليمرات بعد الوظيفية. يمكن إدخال مجموعات الألكين والثيول الطرفية بسهولة ، ويمكن إجراء التفاعلات خالية من المحفزات السامة عبر الكيمياء الضوئية.

تفاعلات الإضافة الحلقية Diels-Alder هي فئة من التفاعلات الكيميائية التي تنطوي على تكوين مركبات دورية من ديين مترافق (جزيء يحتوي على رابطتين مزدوجتين متناوبتين) و dienophile (جزيء يحتوي على رابطة مزدوجة). يخضع الديين والدينوفيل لتفاعل منسق تتشكل فيه رابطة جديدة بين الداين والدينوفيل لإنتاج مركب دوري جديد.  

في حين أن تفاعل Diels-Alder هو أداة اصطناعية قوية ويمكن أن يكون انتقائيا للغاية ، إلا أنه ليس دائما سريعا أو عالي الغلة. في بعض الحالات ، يجب التحكم في ظروف التفاعل بعناية للحصول على المنتج المطلوب. بالإضافة إلى ذلك ، قد تؤدي بعض تفاعلات Diels-Alder إلى تفاعلات جانبية أو تكوين منتجات ثانوية غير مرغوب فيها.

الإضافة الحلقية للأزيد الألكين المعززة بالسلالة (SPAAC) هو نوع من تفاعل النقر الذي لا يتطلب محفزا معدنيا. بدلا من ذلك ، يكون التفاعل مدفوعا بطاقة الإجهاد المتأصلة في السيكلوكتينات ومشتقاتها ، والتي تتفاعل مع الأزيدات لتشكيل منتج تريازول مستقر. 

تم نشر رد الفعل في عام 2004 من قبل الحائزة على جائزة نوبل كارولين بيرتوزي ، التي فازت بجائزة نوبل في الكيمياء مع شاربلس وميلدال. عرفت بيرتوزي أن النحاس سام للكائنات الحية ، لذلك بحثت في الأدبيات عن بديل لتفاعلات النقر فوق الإضافة الحلقية للأزيد الألكين المحفز بالنحاس (CuAAC). ووجدت أن الأزيدات والألكينات يمكن أن تتفاعل معا إذا تم إجبار الألكين على تكوين كيميائي على شكل حلقة. 

عمل تفاعل SPAAC بشكل جيد في الخلايا ، لذلك أظهر Bertozzi أنه يمكن استخدامه لتتبع الجليكان ، وهي كربوهيدرات خاصة موجودة على سطح الخلايا. وذلك لأن SPAAC انتقائي للغاية ومتعاذي حيويا ، مما يعني أنه يمكن أن يحدث في الأنظمة البيولوجية دون التدخل في العمليات البيولوجية الأخرى. 

يستخدم SPAAC على نطاق واسع في البيولوجيا الكيميائية والاقتران الحيوي ، مما يتيح وضع العلامات والتصوير على الجزيئات الحيوية مثل الجليكان ، بالإضافة إلى تطوير العلاجات المستهدفة. يعد SPAAC بديلا مفيدا لتفاعلات CuAAC في بعض التطبيقات نظرا لظروف تفاعله المعتدلة ونقص المحفز. على سبيل المثال ، سمح رد الفعل أيضا لبيرتوزي والعلماء بدراسة عمليات المرض. 

كيمياء النقر على التيترازين هي نوع من تفاعل النقر الذي يتضمن تفاعل التيترازين مع الألكينات المتوترة ، مثل ترانس سيكلوكتينات ، لتشكيل منتج مستقر. التفاعل متعامد حيوي ، مما يعني أنه يمكن أن يحدث في الأنظمة البيولوجية دون التدخل في العمليات البيولوجية الأخرى. 

تعتبر كيمياء النقر على التيترازين مفيدة بشكل خاص للتصوير في الجسم الحي وتطبيقات توصيل الأدوية ، لأنها تسمح بوضع العلامات الانتقائية واستهداف الجزيئات البيولوجية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن كيمياء نقر التيترازين سريعة وفعالة ، وتحدث في غضون ثوان في درجة حرارة الغرفة. الانتقائية العالية وحركية التفاعل السريع تجعل كيمياء النقر على التيترازين أداة قوية لأبحاث البيولوجيا الكيميائية وتطوير الأدوية.

بلمرة النقر هي نوع من تفاعل النقر الذي يستخدم لتصنيع البوليمرات. يتضمن هذا النهج اقتران سريع وفعال للمونومرات باستخدام تفاعلات كيمياء النقر ، مثل كيمياء CuAAC أو كيمياء الثيول-إين. 

تتميز بلمرة النقر بالعديد من المزايا مقارنة بطريقة البلمرة التقليدية ، بما في ذلك الكفاءة العالية والانتقائية العالية وظروف التفاعل الخفيفة. بالإضافة إلى ذلك ، تسمح بلمرة النقر بالتحكم الدقيق في بنية البوليمر وتكوينه ، مما يتيح إنشاء مواد معقدة ومتعددة الوظائف. 

وجدت بلمرة النقر العديد من التطبيقات في علوم المواد ، بما في ذلك تطوير الطلاءات المتقدمة والمواد اللاصقة والمركبات. تجعل سهولة الاستخدام والتنوع من بلمرة النقر أداة قيمة لتخليق البوليمرات الوظيفية ذات الخصائص المخصصة.

النقر للإفراج هو نوع من تفاعل النقر الذي يؤدي إلى إطلاق جزيئات نشطة بيولوجيا من جزيء ناقل أو سقالة. يتضمن هذا النهج استخدام جزيء رابط يمكن شقه عن طريق تفاعل النقر ، مثل CuAAC أو SPAAC ، لتحرير جزيء الشحنة. 

النقر للإفراج انتقائي للغاية ويمكن تخصيصه لإطلاق جزيء الحمولة في ظل ظروف محددة ، مثل الاستجابة لإنزيم معين أو مستوى الأس الهيدروجيني. تم استخدام هذا النهج لتوصيل الأدوية المستهدفة ، حيث يتم إطلاق جزيء البضائع في موقع المرض أو الإصابة ، مما يقلل من الآثار الجانبية ويحسن الفعالية العلاجية. 

تم استخدام النقر للتحرير أيضا في علوم المواد ، حيث يسمح بإطلاق الجزيئات الوظيفية المتحكم فيها من الطلاء والمواد اللاصقة والمواد الأخرى. الانتقائية العالية وخصائص الإطلاق التي يمكن التحكم فيها تجعل النقر للإفراج أداة قوية لتوصيل الأدوية المستهدفة والتطبيقات الأخرى.