The Scripps Research Institute wurde US-Patent Nr. US 7.375.234 B2, die eine breite Klasse von chemischen Reaktionen, die biologische Wirksamkeit zu imitieren und öffnet die Tür zu einer neuen Welt der Chemie deckt ausgezeichnet.
Das Patent ist vielfältigen Einsatzmöglichkeiten umfassen die Entwicklung neuer Medikamente, bioaktive Nanomaterialien, anti-bakterielle und nicht immunogen Beschichtungen für medizinische Implantate, Beschichtungen für Halbleiter, Beschichtungen und Klebstoffe für Schiffsrümpfe, selbstheilende Materialien, Mikroelektronik und reaktionsschnelle Nanomaterialien und Oberfläche Klebstoffe, um nur einige zu nennen.
Die patentierte Technologie stammt aus der Erkenntnis, dass unter den richtigen Bedingungen, Kupfer schnell und zuverlässig katalysieren können die Mitglieder der beiden großen chemischen Gruppen, Aziden und Alkinen. Diese Reaktionen ermöglichen den kontrollierten Aufbau einer fast endlosen Reihe von neuen Molekülen.
"Weil diese Technologie ist so revolutionär, es breite Anwendbarkeit, die sehr spannend ist", sagt Polly Murphy, Senior Vice President of Business and Scientific Services am Scripps Research. "Wir glauben, dass es das Potenzial hat, in jeder Branche, dass die Chemie verwendet werden."
Die patentierte Reaktionen sind ein kommerziell viel versprechende Entwicklung in den weiteren Bereich der "Klick-Chemie", erstmals von Nobelpreisträger Chemiker Barry Sharpless, Professor am Scripps Research. Klicken Sie auf Chemie bezieht sich auf Klassen von Reaktionen, bei denen die chemischen Komponenten "klicken Sie auf" zusammen, um so einfach und zuverlässig zu binden, als die beiden Teile eines Gurtschlosses verwendet. Die Schnalle funktioniert, egal, was mit ihm verbunden, solange die beiden Stücke kann man einen anderen zu erreichen.
Tausende von Citations
Klicken Sie auf die chemische Forschung von Sharpless und seine Kollegen zunächst mit Skepsis von einem Chemiker-Gemeinde, die mehr gewohnt war, die Forschung konzentrierte sich auf zunehmend komplexer chemischer Reaktionen.
"Es Ebene war am Anfang ausgelacht", sagt Valery Fokin, außerordentlicher Professor und Sharpless 'Kollege.
Aber im Laufe der Zeit wurde die Nützlichkeit der Chemie beteiligt klar, und es gibt jetzt mehr als 1.000 Zitate für die Arbeit in wissenschaftlichen Publikationen. Das neue Patent ist eine weitere Bestätigung der Klick-Chemie ist wichtig.
Klick-Chemie konzentriert sich hauptsächlich auf Reaktionen mit Aziden, einer Klasse von stickstoffhaltigen Molekülen und Alkine, eine Gruppe von Kohlenwasserstoffen, wie Acetylen. Diese Gruppen haben eine extreme chemische Vorliebe für "Anklicken" mit einander, um stabile Moleküle wie Triazole bekannten Form. Wie wichtig sind diese beiden Gruppen sehr zurückhaltend zu binden mit anderen Arten von Molekülen. Neben anderen Vorteilen, bedeutet dies, Reaktionen, an denen diese Gruppen fast überall-auch im Wasser und Blut, wo viele andere Reaktionen, ohne unmöglich Bildung unerwünschter Nebenprodukte getan werden kann.
Zu Beginn der Arbeit wurde ein limitierender Faktor bei der Aziden und Alkinen, dass die Reaktionen zwischen ihnen in der Regel nur langsam voran. Aber im Jahr 2001, machte Fokin und Lukas Grüner (damals Postdoc im Labor und ein Miterfinder) eine überraschende Entdeckung, dass Kupfersalze dramatisch beschleunigt Azid-Alkin-Cycloaddition und führte zu dem neuen Patent in den Prozess. Die Wissenschaftler fanden heraus, dass, wenn Kupfer zugegen war zusammen mit Aziden und Alkinen, die Reaktion zwischen ihnen konnten Millionen mal schneller gehen und mit fast 100 Prozent Zuverlässigkeit-eine fast unerhörte Konzept in der Chemie. "Das Kupfer wirkt als eine Art Universal-Anschluss", sagt Fokin. Egal, welche Art von Azid-und Alkin-könnte man an ein anderes Molekül befestigt werden und man konnte sich ein Auto-you wird die Verbindung zwischen den beiden. Angeschlossen werden "
Obwohl einige Fragen über die beteiligten Mechanismen offen bleiben, in der Regel Kupfer interagiert sowohl mit Aziden und Alkinen leicht diese zu ändern, so dass sie mehr reaktive miteinander, dramatisch Erleichterung der Bildung der Triazole. Doch trotz dieser hyperaktiven Reaktivität, bleiben die beiden Gruppen inert gegenüber anderen Arten von Molekülen.
"Es war reiner serendipity", sagt Sharpless von der Entdeckung der Kupfer-Effekt. "Ich konnte einfach nicht glauben, dass die Reaktion. Es klingt wie Zauberei, aber nichts kann sie stoppen. Es ist wie ein schwarzes Loch." Bemerkenswert ist aber, hat das Kupfer fast keinen Effekt auf entweder ein Azid oder ein Alkin allein die Reaktivität tritt nur auf, wenn mindestens eins von jedem vorhanden ist.
Viele potenzielle Anwendungen
Von vielen Bereichen, in denen die patentierte Technologie verwendet werden können, sind potenzielle Anwendungen der Produktion von neuen pharmazeutischen Kandidaten und neue polymere Materialien, wie zum Beispiel Klebstoffe und Beschichtungen für den Einsatz in High-Tech-Elektronik-Anwendungen. Triazole sind besonders bei hohen Temperaturen stabil, wodurch sie ideal für den Einsatz in der Elektronik, in denen Computer und andere Geräte aufheizen und abkühlen muss unzählige Male über Jahre hinweg ohne Kleber in ihre Chips (oder elektronische Bauteile) brechen lässt. Bestimmte Triazole sind auch äußerst klebrig, Kleben stark an Metallen und anderen Werkstoffen wie Glas und bestimmte Kunststoffe, ein weiterer kritischer Faktor für die Elektronik. "Gemeinsam mit unseren Kollegen MG Finn, wir haben bereits gezeigt, dass wir Klebstoffe, die besser auf" Schweißen "Metall-Komponenten sind zusammen als alles andere auf dem Markt machen", sagt Fokin.