以離子液體(ILs)形式存在的**組分具有較好的溶解性和生物利用度,這是由于它們大多處于液態,不會受固體多態或自發結晶問題的影響。因此,目前研究人員致力于調整其生物、化學和物理特性,同時保持**成分的活性,使之轉化為具有生物活性的ILs。在大多數情況下,活性成分的“離子液體化”通過簡單的結構改變和選擇適當的反離子實現。
奎寧(Quinine),俗稱金雞納霜,廉價易得,是一種重要的抗瘧藥,被美國食品**管理局FDA和歐洲食品安全局EFSA批準為**和調味劑。奎寧衍生潛力大和適用范圍廣,成為合成新的生物活性化合物的常見原料。然而,奎寧本身安全性指數較低,在**及使用過程中可能出現一系列可逆的副作用。
由于奎寧可以很容易地轉化為離子形式,而離子形式對對抗此前未知的流行病學威脅至關重要。基于**液化策略的優勢,波茲南理工大學化學工程系的Juliusz Pernak和Robin D Rogers等人決定將奎寧設計并轉化為ILs,以提高其生物活性,從而降低其使用劑量。
圖1. 奎寧的(A)季銨化反應及(B)溴化十二烷基奎寧1H NMR波譜在7.0 ~ 9.0 ppm范圍內的化學位移(* -源自雜質的信號)
(圖片來源:ACS Sustainable Chem. Eng.)
文中,作者探索了獲得高純度1-烷基奎寧陽離子液體的方法,以及奎寧基離子對所獲得的ILs生物活性的獨特影響。在**衍生物的物設計中,通常可以改變烷基取代基長度來影響產物的性質,所以研究人員將其轉化為烷基衍生物。為了限制奎寧類陽離子的自然毒性,研究人員提出了三種天然的無毒酸作為陰離子來源:具有拒食性的茶堿;用于醫藥和化妝品的扁桃酸;以及一種天然的植物生長促進劑吲哚-3-丁酸(IBA)。
圖2. 離子交換反應示意圖
(圖片來源:ACS Sustainable Chem. Eng.)
在這項研究中,作者證明了奎寧具有抗病毒特性,可以衍生和轉化成多功能化ILs,從而調整其生物、化學和物理性質。結果表明,將奎寧轉化為ILs可以使其拒食性能比奎寧游離堿的活性提高265%。
基于陽離子的**活性,作者假設所獲得的化合物可能對各種各樣的生物體表現出生物活性,包括病毒、原生動物和昆蟲。由于目前世界上的疫情蔓延范圍廣闊,研究者的主要任務是尋找團隊來分析產品對SARS-CoV-2病毒的抗病毒活性。