離子液體如何應用在多肽化學中?

2024-10-10 10:56:51 sh默尼 23

在過去十年中，人們對于開發有機合成的替代溶劑以提供安全、環保的工藝的興趣顯著增加。能夠為有機合成提供合適的甚至更好的反應條件，且比傳統有機溶劑更安全的替代溶劑是“熔融鹽”或所謂的離子液體（ILs）。許多報告已經描述了離子液體（ILs）的獨特性質，例如極低的蒸汽壓、低熔點、特殊的相行為、導電性、低燃點和高熱穩定性。其應用范圍從過渡金屬催化的反應，如氫化、氧化或加氫甲酰化，到有機反應，如狄爾斯-阿爾德反應、弗里德-克雷夫茨反應、環加成和酯化反應。此外，離子液體在涉及生物大分子的多個領域也變得非常有吸引力，例如酶和蛋白質，在那里它們導致結構穩定化，并通過酶催化應用于生物轉化、蛋白質結晶和熒光淬滅免疫分析。在其他應用中，離子液體（ILs）因其對極性底物（包括碳水化合物、蛋白質）的有利溶解特性和減少排放而顯示出優勢，也作為分析化學和化學傳感策略中的溶劑。

與傳統溶劑相比，離子液體（ILs）由陰離子和陽離子組成，即具有雙重特性。因此，離子液體（ILs）是一種鹽，可以為生物分子提供合適的溶劑環境。根據離子液體的組成、溶劑化環境，可以對其進行調節以適應特定的溶質和工藝要求，例如從有機相或水相中的溶解或相分離。通過調節離子溶劑的性質，可以設計出適用于特殊反應條件的離子液體（ILs），例如在酶促反應中影響反應速率、酶的選擇性和底物溶解性。

2008年，Plaquevent等人對離子液體（ILs）在氨基酸和多肽化學中的應用以及使用離子液體（ILs）組件生產新型氨基酸基離子液體（ILs）的應用進行了全面的概述。他們的目的是回答以下相當全面的問題：離子液體（ILs）是否可以提供比傳統有機溶劑更好的反應介質，它們可以在哪些化學和生化領域應用？然而，由于這一研究領域提供了多種多樣的應用，因此仍然沒有令人滿意的答案，還有很多問題有待解答。在過去的三年中，人們對在多肽和蛋白質研究中使用離子液體（ILs）的興趣大幅增加。尋找新的方法來改善偶聯反應、多肽和蛋白質在水/緩沖溶液中的溶解度以及它們的化學性質一直是多肽、蛋白質和分析化學家們關注的焦點。。因此，進行了詳細的研究，包括研究肽/蛋白質濃度對生化反應結果的影響、離子液體對肽/蛋白質結構的影響、離子液體對感興趣的肽/蛋白質功能的影響，以及如何在離子液體中增加此類生物分子的穩定性和反應性的一般方法。

主要挑戰在于為特定的過程和/或應用選擇最佳的離子液體（ILs）多肽和蛋白質存在于所有活細胞中，數量和種類都很大。通常使用模型多肽來理解大蛋白質的功能。然而，人們普遍認為，在各種反應介質中，多肽的行為和效應與蛋白質有所不同。蛋白質通常會折疊成特定的三維形狀，這決定了它們的作用，而多肽在結構上受限較少，即它們可以在溶液中采取多種構象。因此，蛋白質具有相當明確的三級結構，而肽的三級結構在很多情況下是不存在的。因此，我們打算對過去幾年中出現的新研究領域進行概述，重點是離子液體在多肽化學中的應用，包括純化和分析。

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