Grüne Synthese von chinolinbasierter ionischer Flüssigkeit

Zusammenfassung

In der vorliegenden Arbeit klären wir die grüne Synthese von chinolinbasierter ionischer Flüssigkeit (IL), nämlich 1-Hexadecylchinolin-1-iumbromid {[C₁₆quin]Br}, durch Mischen von Chinolin mit einem Überschuss an 1-Bromhexadecan auf, zusammen mit seiner detaillierten Charakterisierung mittels Kernspinresonanz und infrarotspektroskopischen Messungen.

Zusammenfassung

Die ständig wachsende Bedrohung durch antimikrobielle Resistenzen (AMR) gefährdet die Wirksamkeit der vorherrschenden Antibiotika gegen die unaufhaltsam sprießenden Infektionen, die von Bakterien, Viren, Parasiten und Pilzen hervorgebracht werden und eine große Bedrohung für die menschliche Gesundheit und das Wohlbefinden darstellen. In dieser Hinsicht haben sich mehrere neuartige Moleküle bewährt, wobei ionische Flüssigkeiten (ILs) eine der umweltfreundlichsten, nichtflüchtigsten und thermisch stabilsten Alternativen zu den bestehenden antimikrobiellen Mitteln darstellen und sowohl ein hohes Solvatationspotenzial als auch einen niedrigen Dampfdruck besitzen. Darüber hinaus hat die Verwendung dieser Einheiten sowohl zur Stabilisierung als auch zur Destabilisierung von Proteinstrukturen und zur Verbesserung der enzymatischen Aktivität ihr Potenzial in der biomedizinischen Industrie weiter erhöht. Vor diesem Hintergrund präsentieren wir die grüne Synthese und Charakterisierung von chinolinbasierter IL aufgrund ihrer immensen antimikrobiellen Wirksamkeit, mit geringer Zytotoxizität und großer künstlicher Chaperonaktivität. Hier verbesserte das Manövrieren des Eintopfsyntheseansatzes unter lösungsmittelfreien, umweltfreundlicheren Reaktionsbedingungen nicht nur die Reaktionseffizienz, sondern auch die chemische Ausbeute. Die Reinheit des synthetisierten IL wurde mit Hilfe der 1H-Kernspinresonanz (NMR), der 13C-NMR- und der Infrarotspektroskopie (IR) bestätigt. Das biologische Potenzial der synthetisierten Verbindung wird durch die Analyse ihrer Absorptions-, Verteilungs-, Stoffwechsel-, Ausscheidungs- und Toxizitätseigenschaften (ADMET) weiter validiert und mit Hilfe eines Disc-Diffusionsassays authentifiziert.

Einleitung

Das monumentale Wachstum der Weltbevölkerung ist der Grund für einen enormen Anstieg des Verbrauchs einer Vielzahl von Rohstoffen in den letzten Jahren, darunter Lebensmittel, Medikamente sowie andere wichtige Produkte für die Ernährung sterblicher Organismen. Dies hat die Suche nach neuartigen chemischen Verbindungen mit außergewöhnlich spezialisierten, ökologisch unbedenklichen und vorteilhaften Eigenschaften weltweit verstärkt. Ionische Flüssigkeiten (ILs) haben sich in dieser Hinsicht als erfolgreich erwiesen. Die Bedeutung dieser Verbindungen im wissenschaftlichen Bereich hat neue Vorstöße in der Forschung auf dem Gebiet der zeitgenössischen chemischen Technologien gefördert¹. Im Gegensatz zu herkömmlichen Ansätzen ermöglicht die Verwendung von ILs nicht nur progressive Reaktionsbedingungen, sondern fördert auch eine maßgeschneiderte Strategie, um verschiedene biochemische Herausforderungen im Zusammenhang mit experimenteller Forschung und Entwicklung in den Griff zu bekommen².

Typischerweise sind IL stabile Salze, die aus Kationen (organisch) und Anionen (anorganisch) bestehen und einen Schmelzpunkt unter 100 °C^{besitzen 3}. Hält man sich an die 12 Prinzipien der grünen Chemie, so sind diese empirisch überzeugende Ersatzstoffe für die üblichen organischen Lösungsmittel⁴. Zu den erstaunlichen Eigenschaften, die mit der Verwendung dieser Verbindungen verbunden sind, gehören eine hohe intrinsische Leitfähigkeit, Polarität, Solvatationstendenz, thermische Stabilität, Nichtflüchtigkeit, Säure/Basizität, Hydrophilie/Hydrophobie und Abstimmbarkeit, wodurch ILs am besten für die experimentelle Forschung geeignet sind⁵.

Abgesehen von den umfangreichen Anwendungen verschiedener Klassen von ILs in der modernen organischen Synthese⁶, der Katalyse⁷ und verschiedenen elektrochemischen Prozessen mit Sensoren⁸, Aktuatoren⁹, Batterien¹⁰ und Brennstoffzellen¹¹ hat diese Klasse von Verbindungen in den letzten Jahren im Bereich der Biomedizin im Hinblick auf AMR eine bedeutende Anerkennung gefunden. Aktuelle Untersuchungen zeigen, dass ILs auf Basis von Imidazolium, Pyridin, Cholin und Pyrrol aufgrund ihrer hohen Ladung und Hydrophobie als Therapeutika äußerst wirksam sind¹². Chinolin-basierte Gegenstücke gelten jedoch nach wie vor als am wirksamsten gegen die pathogenen Mikroben¹². Zu den weiteren biomedizinischen Anwendungen, die mit dieser Klasse von ILs einhergehen, gehören die Aktivität des künstlichen Chaperons¹³, die Zytotoxizität gegen Krebszellen¹⁴ sowie eine ausgezeichnete Wirkstofftransportkapazität¹⁵.

Herkömmlicherweise beinhaltet die Herstellung von ILs die Verwendung von hochgiftigen Lösungsmittelmedien wie Dichlormethan, Benzol, Tetrachlorkohlenstoff, Dichlorethylen ^usw.16, wodurch die Biokompatibilität behindert und die Toxizität der Verbindung erhöht wird, wodurch sie für die biologische Verwendung unerwünscht sind. Darüber hinaus verlangsamt die Verwendung schädlicher Lösungsmittel in den Reaktionsmedien nicht nur die Reaktionszeit, sondern erhöht auch die unbeabsichtigte Produktion von Abfallnebenprodukten, die in die Umwelt freigesetzt werden¹⁷. Darüber hinaus beeinflusst auch das in den Reaktionsmedien verwendete Lösungsmittel den pH-Wert des Endprodukts. Daher ist seine Entfernung am Ende der Reaktion von entscheidender Bedeutung, insbesondere wenn die gewünschte Verbindung für proteinbezogene biologische Systeme verwendet werden soll. Daher ist es im Bereich der grünen Chemie vorteilhaft, sich von der Verwendung eines solchen Lösungsmittels fernzuhalten.

In dieser Studie berichten wir über die Eintopfsynthese eines biokompatiblen und untoxischen¹³ IL, nämlich 1-Hexadecylchinolin-1-iumbromid, auf einem umweltfreundlicheren Weg. Die vorliegende Strategie verzichtet auf die Verwendung eines molekularen Lösungsmittels, wodurch die Selbstsolvatisierungsfähigkeit des in der Reaktionsmischung gebildeten IL genutzt wird, was eine hohe Reaktionseffizienz und chemische Ausbeute fördert. Die Menschutkin-Reaktion¹⁸bildet die Grundlage der aktuellen Synthesemethodik. Die Reinheit der synthetisierten Verbindung wird mittels NMR- und IR-Spektroskopie untersucht. Das pharmakokinetische Profil der Substanz und die Toxizität wurden im Rahmen der ADMET-Studien untersucht. Darüber hinaus wurde in der Studie auch das antimikrobielle Potenzial des synthetisierten IL gegen den pathogenen Stamm Candida albicans nachgewiesen.

Protokoll

ANMERKUNG: 1-Hexadecylchinolin-1-iumbromid{[C₁₆quin]Br} wurde synthetisiert, wie zuvor von Sharma et ^al.13 beschrieben.

1. Vorbereitung und Sterilisation von Glasapparaten

HINWEIS: Dies sollte mindestens 1 Tag vor dem Einrichten der Reaktion für die Synthese der gewünschten Verbindung erfolgen.

1. Einen 24/29-Kolben mit 250 ml und zweihalsigem Rundkolben (RB) wird zusammen mit anderen Glasapparaten wie Messzylindern usw. gründlich gewaschen und mit destilliertem Wasser und anschließend mit Aceton gespült.
2. Trocknen Sie das gewaschene Gerät in einem Heißluftofen bei 60 °C, bis das Gerät für die weitere Verwendung vollständig trocken ist.
   HINWEIS: Normalerweise sollten gewaschene Geräte über Nacht in einen Trockenschrank gestellt werden, um den Wasserfilm vollständig zu entfernen und sicherzustellen, dass das Reaktionssystem frei von Verunreinigungen ist.

2. Einrichten des Gerätes

HINWEIS: Das Gerät sollte ordnungsgemäß eingespannt werden, um eine gleichmäßige Erwärmung der Reaktanten zu gewährleisten. Das schematische Diagramm des Reaktionsaufbaus ist in Abbildung 1 dargestellt.

1. Stellen Sie ein Ölbad mit einem Magnetrührer auf eine heiße Platte. Heizen Sie das Ölbad vor Beginn der Reaktion auf 80 °C vor.
2. Lassen Sie den RB mit einem Rohrretortenständer so in einem Ölbad stehen, dass er halb in das Ölbad eingetaucht ist, das auf einer Heizplatte mit Magnetrührer aufgestellt ist.
3. Die obere Öffnung des RB wird mit einem Korken verschlossen, der eine Spülnadel bildet, die weiter mit einer Spritze verbunden ist, an der ein N_2-Ballon befestigt ist.
4. Den anderen Hals des RB mit einem weiteren Gummikorken dicht verschließen, um ein Austreten von N₂ aus dem Reaktionsmedium zu vermeiden.
5. Das gesamte Medium wird in einer inerten Atmosphäre, die durch N 2-Spülung aufrechterhalten wird, auf 80 °C vorgeheizt, bevor die Reaktanten dem RB zugesetzt werden.
6. Füllen Sie den N₂ -Ballon wiederholt nach, um die Inertheit des Reaktionssystems sicherzustellen und die Temperatur durchgehend zu halten (daher wird eine Ölbadheizung bevorzugt).

3. Zugabe der Reaktanten zum Reaktionssystem

1. Gießen Sie 0,1 M Chinolin und 0,105 M 1-Bromhexadecan in das Reaktionssystem, ohne die voreingestellte Reaktionsumgebung zu stören.
2. Rühren Sie den Inhalt 3 Tage lang kontinuierlich bei 2500-3000 U/min unter inerter Umgebung und konstanter Temperatur.

4. Reinigung/Rekristallisation der Verbindung

HINWEIS: Das gesamte Produkt sollte nicht einer Rekristallisation unterzogen werden. Stattdessen sollte die Batch-Rekristallisation gewählt werden, um den Verlust des Produkts zu vermeiden.

1. Lösen Sie den erhaltenen Feststoff in einem 1:2 Toluol/Ethylethanoat-Gemisch. Diese Mischung wird in einem Tiefkühlschrank (Temperatur auf -15 °C) auf -15 °C abgekühlt und unter Vakuum mit einem Buchner-Trichter filtriert, der über einen Schlauch an einer Vakuumpumpe und einem Filterkolben befestigt ist. Legen Sie eine Polypropylen-Filtermembran mit einer Porengröße von 0,45 μm in den Buchner-Trichter, die den gesamten Boden des Filters bedeckt. Gießen Sie eine kleine Menge des Lösungsmittelgemisches durch den Filter, um eine ordnungsgemäße Abdichtung zu gewährleisten und jegliche Art von Luftleck durch die Einrichtung zu verhindern.
2. Waschen Sie das gefilterte Produkt mit kaltem Toluol, indem Sie das Lösungsmittel nach und nach durch den Trichter gießen und anschließend bei 70 °C in einem Vakuumofen trocknen. Wiederholen Sie diesen Vorgang 2x, um die hohe Reinheit der gewünschten Verbindung sicherzustellen.

5. Validierung der Verbindung mittels NMR-Spektroskopie

1. Bevor Sie die ^{Verbindung einer}1-H-NMR und einer 13-C-NMR unterziehen, lösen Sie sie in deuteriertem Chloroform (_{CDCl 3}) auf, indem Sie 1-10 mg der Verbindung messen und in etwa 1 ml CDCl 3 auflösen_.
2. Injizieren Sie diese Mischung mit einer 1-ml-Spritze in ein NMR-Röhrchen, um die Probe unter einem NMR-Spektrometer zu analysieren. Die Probenvorbereitung ist sowohl für ^die1-H-NMR als auch für ^{die 13-C-NMR}identisch.

6. IR-Charakterisierung des synthetisierten IL

1. Es ist keine Probenvorbereitung erforderlich, um die IR-Spektren der Verbindung zu erhalten.
2. Setzen Sie einige mg der festen Probe einem IR-Spektrometer aus, um einen Einblick in die verschiedenen funktionellen Gruppen zu erhalten, die in der synthetisierten Verbindung vorhanden sind. Die Messwerte wurden, wie zuvor gezeigt, erhalten¹⁹.

7. Vorhersage der ADMET-Eigenschaften

1. Geben Sie die kanonischen SMILES des gewünschten IL in die kostenlose Online-Software ADMETLAB 2.0 ein und führen Sie das Programm aus, um verschiedene Parameter zu erhalten, die das biologische Potenzial derselben bestätigen.

8. Disc-Diffusionsassay, der die biomedizinische Anwendung des synthetisierten IL demonstriert

1. Den Pilzstamm von Candida albicans (ATCC 90028) in Hefe-Pepton-Dextrose (YPD)-Brühe für fast 16 Stunden in einem BSB-Shaker-Inkubator bei 37 °C vorkultivieren.
2. Bereiten Sie YPD-Agar-Medien vor, indem Sie 1 % Hefeextrakt, 2 % Pepton, 2 % Dextrose und 1,5 % Agar in 1 l doppelt destilliertem Wasser mischen. Gießen Sie 25 mL des frisch gebildeten YPD-Agar-Mediums in eine 90 mm Petriplatte, nachdem Sie es 15 Minuten lang bei 121 °C autoklaviert haben. Lassen Sie die Platten ungestört, damit sich das Medium richtig verfestigen kann.
3. Sobald die Platte vollständig erstarrt ist, verteilen Sie mit einem Glasstreuer etwa 100 μl des frisch vorbereiteten Pilzinokulums homogen auf der Platte mit dem Medium. Lassen Sie die Platten 5-7 min ungestört in der Laminar-Flow-Haube.
4. Legen Sie eine sterile kreisförmige Papierscheibe mit einem Durchmesser von 5-6 mm mit einer Pinzette in die Mitte derselben Platte.
5. Geben Sie nach und nach 50 μl 0,1 mM wässrige Lösung des synthetisierten IL mit Hilfe einer 20-200 μl Pipette auf die Scheibe.
6. Kühlen Sie die Platte für ca. 30 Minuten, um eine ordnungsgemäße Diffusion des IL in den Agar zu gewährleisten. Stellen Sie die Platte für 24 h in den auf 37 °C voreingestellten BSB-Inkubator.
7. Messen Sie die Hemmzone (einschließlich des Scheibendurchmessers) mit einer Messskala und berechnen Sie die Fläche unter dieser Zone gemäß Gleichung 1.
   Fläche = πr² (1)

Ergebnisse

Abbildung 2 zeigt das Reaktionsschema der Menschutkin-Reaktion, die an der Herbeiführung des Syntheseprozesses beteiligt ist. Das so synthetisierte 1-Hexadecylchinolin-1-iumbromid wurde mittels NMR- und IR-Spektroskopie charakterisiert. Es wird erwartet, dass das auf diese Weise erworbene ölige Produkt ¹H NMR (400 MHz,_{CDCl 3}) bei δ 9,34 (d, 1H), 8,21 (d, 1H), 7,80 (t, 1H), 7,30-7,35 (m, 3H), 7,20 (d, 1H), 5,00 (t, 2H), 2,00 (p,2H), 1,30-1,35 (m, 26H), 1 (t, 3H) aufweist, wie in Figur 3 gezeigt. Die Verbindung sollte eine NMR ^{von 13}C aufweisen (Abbildung 4; 100 MHz, CDCl₃) bei δ 143, 141, 131, 130.27, 130, 127.5, 126.3, 126, 60, 31, 29, 29, 28.5, 27, 23 und 14. Jeder Peak ist mit der entsprechenden Protonenzahl versehen, die in der Struktur der Verbindung angegeben ist und für die Erzeugung dieses Signals verantwortlich ist.

_{CDCl 3} ist für den NMR-Bereich (d. h. den Hochfrequenzbereich) der elektromagnetischen Spektren transparent, da keine H-Atome vorhanden sind, die in diesem Bereich markante Signale übermitteln, und wird daher in seiner deuterierten Form als Lösungsmittel für die Probenvorbereitung verwendet. Es greift nicht in das angelegte Magnetfeld ein und ist von Natur aus völlig inert. Es ist jedoch nicht möglich, den diesem Lösungsmittel entsprechenden Peak (der bei etwa 7,26 ppm für 1H-NMR-Spektren auftritt) zu eliminieren, da die Deuterisation der NMR-Lösungsmittel nicht bis zu genau 100 % erreichen kann. Der auftretende Peak ist jedoch in der Regel nicht signifikant und kann vollständig entfernt werden, indem ein Blindspektrum von_{CDCl 3} ausgeführt und die erforderlichen Peaks entsprechend integriert werden. Diese Einstellungen können entweder direkt im Gerät oder durch die Verwendung bestimmter Software (wie NMRium, etc.) vorgenommen werden. Falls die Probe nicht perfekt getrocknet ist, kann die für Wasser charakteristische Spitze in den Spektren deutlich sichtbar sein. Darüber hinaus können_{CDCl 3} und andere deuterierte Lösungsmittel auch eine gewisse Menge Wasser enthalten und dadurch die Spitzen vermitteln, die dem Vorhandensein von Wasser zugeschrieben werden. Dieses Problem wurde hier gelöst, indem die Probe ordnungsgemäß getrocknet und das NMR-Lösungsmittel bei Raumtemperatur gehalten und mit einer transparenten Folie bedeckt gehalten wurde. In einigen Fällen werden auch bestimmte inerte Trocknungsmittel wie Kaliumcarbonat oder Natriumsulfat verwendet, um den in der Flasche_{CDCl 3} vorhandenen Wassergehalt zu beseitigen.

Es wird erwartet, dass die FTIR-Spektren des IL (Abbildung 5) Schwingungsbanden bei 3051 ^cm-1, 2917 ^cm-1 und 2853 ^cm-1 mit maximaler Intensität aufweisen, die den im aromatischen Ring sowie für Alkylkohlenstoffe vorhandenen C-H-Dehnungsschwingungen entspricht. Eine breite Schulter bei 3440 ^cm-1 entspricht den N-H Dehnungsschwingungen. Ein weiteres Schulterband, das bei 1357 ^cm-1 beobachtet wurde, ist charakteristisch für Dehnungsschwingungen, die aufgrund der C-N-Bindung entstehen. Bemerkenswerte Banden bei 820 ^{cm-1.770 cm-1} und 710 ^cm-1 sind mit den C-H-Biegeschwingungen außerhalb der Ebene verbunden. Der Peak bei 1155 ^cm-1ist spezifisch für die C-H-Biegeschwingungen in der Ebene. Die im aromatischen Ring vorherrschenden C-C-Dehnungsschwingungen werden durch die sichtbaren Peaks bei 1468 ^cm-1, 1520 ^cm-1 und 1585 ^cm-1 bestätigt. Die so gewonnenen Ergebnisse sind vergleichbar mit den zuvor berichteten Daten von Sharma et ^al.13 und bestätigen somit die Bildung der gewünschten Verbindung.

Die durch die ADMET-Analyse erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 tabellarisch dargestellt. Das biomedizinische Potenzial von [C₁₆quin]Br wurde mit Hilfe eines Well-Diffusionsassays gegen den Stamm C. albicans untersucht (Abbildung 6). Bei dieser Technik wird die antimikrobielle Wirksamkeit von IL bewertet, indem die Zone der Wachstumshemmung um die Applikationsstelle der Verbindung gemessen wird. Es wurde beobachtet, dass [C₁₆quin]Br eine statistisch ausgeprägte antimikrobielle Wirkung (p < 0,05) gegen C. albicans zeigte, was diese Klasse von ILs im Bereich der Biomedizin hochpotent und effektiv macht.

Prozentuale Ausbeute der Reaktion
Die theoretische Ausbeute der Reaktion kann gemäß dem angenommenen Reaktionsschema wie folgt berechnet werden (Abbildung 2).

Aus dem Schema ergibt sich, dass 1 M Chinolin zur Bildung von 1 M 1-Hexadecylchinolin-1-iumbromid führt, d. h. 129,16 g/mol Chinolin = 434 g/mol [C₁₆quin]Br.

12,916 g (0,1 mol) Chinolin ×12,916 = 43,4 g

Somit beträgt die theoretische Ausbeute der Reaktion 43,4 g.

Aber

% Ausbeute = ×100

In der vorliegenden Studie wurde festgestellt, dass die tatsächliche Ausbeute der Reaktion nach vollständiger Trocknung des erhaltenen Produkts 37,84 g beträgt.

Daher

% Rendite = ×100=87,188 % (87 %)

Darüber hinaus ist die längere Reaktionszeit, wie sie im vorliegenden Szenario zu sehen ist, relevant, um dem Reaktionssystem das vollständige thermodynamische Gleichgewicht zu ermöglichen, bei dem die Entropie des Systems maximiert und gleichzeitig die freie Gibbs-Energie minimiert wird. Dies maximiert schließlich die Ausbeute der Reaktion. Die Reaktionsbedingungen sind jedoch recht mild und erfordern daher eine verlängerte Reaktionszeit, um sicherzustellen, dass der gesamte Reaktant erfolgreich in das Produkt umgewandelt wurde. Die Reaktionszeit wird hier nach mehrmaligem Pragmatismus optimiert.

Abbildung 1: Reaktionsaufbau. Die Abbildung zeigt die allgemeinen Schaltpläne des Reaktionsaufbaus. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Abbildung 2: Synthesemechanismus. Schematische Darstellung des Reaktionsschemas, das am Syntheseprozess beteiligt ist. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Abbildung 3: Erwartete ¹h NMR. Darstellung der ¹H NMR-Spektren von [C₁₆quin]Br. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.

Abbildung 4: ^{Erwartete 13}CNMR. Darstellung der ¹³C NMR-Spektren von [C₁₆quin]Br. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Abbildung 5: Erwartete IR-Spektren. Darstellung der IR-Spektren von [C₁₆quin]Br. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Abbildung 6: Antimykotika-Studie. Der Scheibendiffusionsassay wurde durch Zugabe von 50 μl 0,1 mM des IL durchgeführt, was dem antimykotischen Potenzial von [C₁₆quin]Br entspricht. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Eigentum	Wert	Kommentar
Lipinski-Regel	Angenommen	MW ≤ 500; Logarithmus P ≤ 5; H-Akzeptor ≤ 10; H-Spender ≤ 5. Wenn zwei Eigenschaften außerhalb des Bereichs liegen, eine schlechte Absorption oder Durchlässigkeit möglich ist, ist eine akzeptabel.
Gastrointestinale Resorption	Hoch	Erhöhte Wirksamkeit der oralen Verabreichung
Wasserlöslichkeit	Mäßig	Verbessert die Tragfähigkeit des Wirkstoffs
Bioverfügbarkeits-Score	0.55 (55%)	Beeinflusst das therapeutische Potenzial der Verbindung

Tabelle 1: ADMET-Analyse. Tabelle mit den wichtigen Eigenschaften, die zur Validierung des biologischen Potenzials des synthetisierten IL zu berücksichtigen sind.

Diskussion

In letzter Zeit haben ILs verschiedene vielversprechende Anwendungen im Bereich der biochemischen Wissenschaften vorgestellt, darunter Proteinrückfaltung/Chaperonaktivität, Wirkstoffverabreichungsvehikel und/oder Katalysatoren in verschiedenen organischen Reaktionen. Ihre faszinierenden physikalisch-chemischen Eigenschaften wie Abstimmbarkeit, Biokompatibilität, Löslichkeit, Nachhaltigkeit, Stabilität usw. haben sie zu potenziellen Kandidaten für die Entwicklung neuartiger Therapeutika gemacht²⁰. Die vorgeschlagene Forschung stellt AMR als eine der größten Bedrohungen für die globale Gesundheit, Ernährungssicherheit und Entwicklung heute dar und priorisiert die Forschung und Entwicklung neuartiger pharmazeutischer Wirkstoffe im Bereich der biomedizinischen Wissenschaft. Bei der Wahl von chinolinbasiertem IL für die Anwendung in der biomedizinischen Industrie erkennen wir seine hohe Wirksamkeit bei der Zerstörung pathogener Mikroben an. Abgesehen von der antimikrobiellen Wirkung dieser Klasse von Verbindungen erhöht ihre künstliche Chaperonaktivität ihren Wert im biophysikalischen Aspekt der wissenschaftlichen Welt.

In dieser Studie haben wir das gewünschte IL erfolgreich über einen umweltfreundlicheren Reaktionsweg synthetisiert. Im Gegensatz zu den herkömmlichen Methoden, die auf der Verwendung giftiger Lösungsmittel beruhen und schädliche gasförmige Nebenprodukte²¹ entwickeln, berichten wir hier über einen wirtschaftlicheren, umweltfreundlicheren und lösungsmittelfreien Ansatz für die Synthese derselben. Das Protokoll beinhaltet die Verwendung eines einfachen Reaktionsaufbaus und einfacher Apparaturen, die eine robuste Laborsynthese der gewünschten Verbindung ermöglichen. Das hier beschaffte Produkt kann durch eine einfache Filtrationstechnik mühelos isoliert werden. Die Bildung von keinen wesentlichen Nebenprodukten während des gesamten Reaktionsverlaufs fördert die umweltfreundlicheren Aspekte der Synthese zusätzlich. Die in dieser Studie verwendete Technik erwies sich sowohl in Bezug auf die chemische Ausbeute als auch auf die Reinheit der gewünschten Verbindung als effizient. Die sonst mehrstufige Reaktion wurde in einem einzigen Topf durchgeführt, mit der Absicht, Zeit und Ressourcen zu sparen. Diese Technik wurde eingeführt, um die langwierigen Trenn- und Reinigungsphasen zu vermeiden, die mit der allgemeinen organischen Synthese verbunden sind.

Die Einschränkungen, die mit dem oben genannten Protokoll einhergehen, beinhalten jedoch ein gründliches Management der Kompatibilität der Reaktionsbedingungen (insbesondere der Temperatur) und die Sicherstellung einer ordnungsgemäßen Spülung des N2-Gases, um eine inerte Arbeitsumgebung manuell aufrechtzuerhalten. Es ist wichtig, die Reaktionsumgebung rechtzeitig zu kontrollieren und zu überwachen, um jeden einzelnen Schritt ordnungsgemäß ausführen zu können. Die Skalierbarkeit kann ein weiteres mögliches Hindernis für das vorgeschlagene Protokoll sein, da die Skalierung einer Eintopfsynthese für industrielle Zwecke aufgrund der Bedenken hinsichtlich des homogenen Mischens sowie der Kontrolle über jeden Reaktionsparameter äußerst anspruchsvoll sein kann.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die beschriebene Methodik eine überzeugende Strategie in der grünen Chemie ist, die mehrere Vorteile bietet, mit ihren eigenen Herausforderungen, die bei der Gestaltung, Ausführung und Optimierung der Reaktionswege sorgfältig angegangen und überdacht werden müssen.

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien

Name	Unternehmen	Katalognummer	Kommentare
1-Bromhexadecan	Merck	CAS-Nr. 112-82-3	95 % rein (wie durch HPLC-Analyse bestimmt)
Ethylacetat	Merck	CAS-Nr. 205-500-4	95 % rein (wie durch HPLC-Analyse bestimmt)
Kernspinresonanz (NMR) Spektrometer	Jeol, Modell: JNM-ECZ 400S	Nil
Nil Chinolin	Merck	CAS Nr. 91-22-5	95 % rein (wie durch HPLC bestimmt Analyse)
Toluol	Merck	CAS-Nr. 108-88-3	einer Reinheit von 95 % (bestimmt durch HPLC-Analyse)