以离子液体(ILs)形式存在的**组分具有较好的溶解性和生物利用度,这是由于它们大多处于液态,不会受固体多态或自发结晶问题的影响。因此,目前研究人员致力于调整其生物、化学和物理特性,同时保持**成分的活性,使之转化为具有生物活性的ILs。在大多数情况下,活性成分的“离子液体化”通过简单的结构改变和选择适当的反离子实现。
奎宁(Quinine),俗称金鸡纳霜,廉价易得,是一种重要的抗疟药,被美国食品**管理局FDA和欧洲食品安全局EFSA批准为**和调味剂。奎宁衍生潜力大和适用范围广,成为合成新的生物活性化合物的常见原料。然而,奎宁本身安全性指数较低,在**及使用过程中可能出现一系列可逆的副作用。
由于奎宁可以很容易地转化为离子形式,而离子形式对对抗此前未知的流行病学威胁至关重要。基于**液化策略的优势,波兹南理工大学化学工程系的Juliusz Pernak和Robin D Rogers等人决定将奎宁设计并转化为ILs,以提高其生物活性,从而降低其使用剂量。
图1. 奎宁的(A)季铵化反应及(B)溴化十二烷基奎宁1H NMR波谱在7.0 ~ 9.0 ppm范围内的化学位移(* -源自杂质的信号)
(图片来源:ACS Sustainable Chem. Eng.)
文中,作者探索了获得高纯度1-烷基奎宁阳离子液体的方法,以及奎宁基离子对所获得的ILs生物活性的独特影响。在**衍生物的物设计中,通常可以改变烷基取代基长度来影响产物的性质,所以研究人员将其转化为烷基衍生物。为了限制奎宁类阳离子的自然毒性,研究人员提出了三种天然的无毒酸作为阴离子来源:具有拒食性的茶碱;用于医药和化妆品的扁桃酸;以及一种天然的植物生长促进剂吲哚-3-丁酸(IBA)。
图2. 离子交换反应示意图
(图片来源:ACS Sustainable Chem. Eng.)
在这项研究中,作者证明了奎宁具有抗病毒特性,可以衍生和转化成多功能化ILs,从而调整其生物、化学和物理性质。结果表明,将奎宁转化为ILs可以使其拒食性能比奎宁游离碱的活性提高265%。
基于阳离子的**活性,作者假设所获得的化合物可能对各种各样的生物体表现出生物活性,包括病毒、原生动物和昆虫。由于目前世界上的疫情蔓延范围广阔,研究者的主要任务是寻找团队来分析产品对SARS-CoV-2病毒的抗病毒活性。