Forskare från Tokyo University of Science använde en tvåstegs mikrovågsbestrålningsteknik för att syntetisera aminosyra Schiff-bas Cu (II)-komplex inom 10 minuter. De beredda baserna uppvisade lätta antioxidantegenskaper och antibakteriell aktivitet mot E. coli. Kredit:IRRI Images, Creative Commons
Ända sedan deras utveckling i slutet av 19 th århundradet har Schiff-baser varit en populär grupp av organiska föreningar, på grund av deras breda variation av önskvärda egenskaper. Närvaron av både kväve och syre i deras struktur gör dem till mångsidiga molekyler med en rad tillämpningar, allt från färgämnen och katalysatorer till miljösensorer och råmaterial för kemisk syntes.
Nyligen har det funnits ett växande intresse för den biologiska aktiviteten hos Schiff-baser, eftersom forskare har upptäckt att metallkomplexderivat av Schiff-baser kan fungera som antioxidanter, antimikrobiella och anticancermedel. Bland dessa föreningar har studier visat att aminosyra Schiff bas koppar (Cu) komplex har de mest lovande antimikrobiella egenskaperna; reaktionstiden som det tar för att skapa dessa föreningar kan variera från timmar till dagar.
I ett nyligen genomfört genombrott publicerat den 18 juni 2022 i Applied Microbiology , rapporterade ett team av forskare under ledning av professor Takashiro Akitsu från Tokyo University of Science en tvåstegssyntesprocedur som producerade aminosyra Schiff-bas Cu (II)-komplex inom bara 10 minuter. I teamet ingick Dr. Estelle Léonard och Dr. Antoine Fayeulle från ESCOM, TIMR (Integrated Transformations of Renewable Matter), Centre de Recherche Royallieu, University of Technology of Compiègne, Frankrike.
"Aminosyra Schiff-bas Cu (II)-komplex har potential att användas som antimikrobiella medel men deras bredare tillämpningar begränsas av konventionella metoder för syntes som ofta tar flera timmar och ibland dagar. Med vår forskning strävar vi efter att övervinna denna utmaning genom att göra syntesprocessen enklare", säger Prof. Akitsu om logiken bakom deras studie.
Teamet använde mikrovågsstrålning för att framställa dessa föreningar, på grund av dess förmåga att kraftigt accelerera reaktionen samtidigt som de ger kontrollerad uppvärmning. Denna metod säkerställer också högre avkastning, bättre renhet och färre biprodukter. Dessutom valde de metanol som lösningsmedel för reaktionerna. Med en tangent med hög förlust på 0,659, som bestämmer förmågan att omvandla mikrovågsenergi till värme, och en hög mikrovågsabsorptionshastighet, var metanol idealiskt för att accelerera reaktionerna och sänkte den globala reaktionstiden till 10 minuter.
För att mäta de antibakteriella egenskaperna hos föreningarna testade forskarna dem mot olika bakterier. De fann att de en- och två-klorsubstituerade komplexen visade bättre verkan mot bakterier, med anmärkningsvärd aktivitet mot E. coli, än molekylerna utan klorgrupper. Teamet noterade också närvaron av lätta antioxidantegenskaper i de en- och tvåklorerade komplexen. I framtiden siktar teamet på att kontrollera toxiciteten hos dessa föreningar mot njurar, lever och hudceller.
Denna nya syntesteknik minimerar den globala reaktionstiden, maximerar reaktionsförhållandena och ger produkter med hög renhet med lovande antibakteriell aktivitet. Insikterna från denna studie kan användas som ett ramverk för utveckling av snabba och lättsamma syntestekniker för biologiskt aktiva aminosyraderivat av Schiffs basmetallkomplex.
"Bakteriella infektionssjukdomar är ett stort hot mot folkhälsan. Vår studie syftar till att bidra till att förbättra hälsovårdssystemen i utvecklingsländer som ofta drabbas av infektionsepidemier", avslutar Prof Akitsu. + Utforska vidare
