尹大偉， 王 青， 劉玉婷

(1.陜西科技大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院， 陜西 西安 710021； 2.商丘醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校， 河南 商丘 476100)

0 引 言

Schiff堿是羰基化合物與氨基縮合形成的具有碳氮雙鍵的一類化合物.早在1864年Schiff Hugo首次報道了伯胺與醛、酮類活潑羰基化合物的縮合反應(yīng)，生成了含亞胺基(Azomthine group)(-RC=N-)的一類化合物，后人稱之為Schiff堿，從此拉開了人們研究Schiff堿的帷幕.Schiff堿合成相對容易，能夠靈活地選擇各種胺類及帶有羰基的不同醛和酮進行反應(yīng)，改變連接的取代基，并改變給予體原子本性及位置，可開拓出許多從鏈狀到環(huán)合、從單齒到多齒、性能不同、結(jié)構(gòu)多變的配體及金屬配合物[1].有大量的文獻報道，Schiff堿可與過渡金屬離子、部分主族金屬與稀土元素形成配合物，該類配合物具有很強的生理活性，可作為抗菌、抗癌、、抗腫瘤、抗結(jié)核等的藥物；該類配合物還具有較高的催化活性，對氧負離子有很好的抑制作用[2]，可廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)治療、合成、生物調(diào)節(jié)劑、熱敏或壓敏材料中的染料、聚合物改性、分析試劑、螯合劑等領(lǐng)域.本文合成了6種新型的含二茂鐵基的甘氨酸Schiff堿過渡金屬配合物(如圖1所示)，并對其抑菌活性進行了初步探索.

圖1 含二茂鐵基的甘氨酸Schiff堿過渡金屬配合物的合成反應(yīng)式

(MB1：醋酸銅；MB2：醋酸鋅；MB3：氯化銅；MB4：氯化鈷；MB5：氯化鋅；MB6：硝酸鐵)

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

紅外光譜采用德國Bruker公司VECTOR22型傅立葉變換紅外光譜儀測定，KBr壓片；元素分析采用德國Elemeraor公司Vario EL Ⅲ型元素分析儀測定；電導(dǎo)率采用上海精密儀器科學(xué)有限公司DDS-307型電導(dǎo)率儀測定；熱重分析采用美國TA公司SDTQ 600V 80Build 95 熱分析儀測定，在氮氣氣氛下測量，溫度范圍為25～800 ℃，升溫速率10.0 ℃/min；熔點采用北京泰克儀器有限公司X-4數(shù)字顯示顯微熔點測定儀，溫度計未經(jīng)校正.

所用試劑均為分析純，乙酰基二茂鐵按文獻[3]合成，m.p.: 84～85 ℃(文獻[3]值： 85±1 ℃ )；乙?；F縮甘氨酸Schiff堿按文獻[4]合成，m.p.: 271～272 ℃(文獻[4]值：272 ℃ ).

1.2 過渡金屬配合物I1～I6的合成

將1 mmol乙?；F縮甘氨酸Schiff堿溶于10 mL無水甲醇中，攪拌下滴加含有1 mmol無機鹽(MB1～MB6)的無水甲醇溶液，在氮氣保護下回流反應(yīng)5 h，反應(yīng)完畢后冷卻，抽濾，無水乙醇，乙醚洗滌，真空干燥.

I1為墨綠色土黃色粉末狀固體，產(chǎn)率：59.1%,m.p:283～286 ℃;

I2為淺土黃色粉末狀固體，產(chǎn)率：51.4%, m.p:291 ℃變黃，未見溶化;

I3為淺藍色粉末狀具有熒光的固體，產(chǎn)率：53.3%，m.p：350 ℃,未見熔化;

I4為玫紅色粉末狀固體，產(chǎn)率：60.2%，m.p：303 ℃,變成泡狀;

I5為淺土色粉末狀固體，產(chǎn)率：49.5%，m.p:282～283 ℃;

I6為褐色粉末狀固體，產(chǎn)率： 65.4%，m.p：350 ℃,未見熔化.

1.3 抑菌活性測試

采用濾紙片法對目標(biāo)化合物進行抑菌活性測試.

將用無水乙醇溶解的目標(biāo)化合物的藥物原液平鋪于含菌的平皿上，放入培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，在28 ℃下培養(yǎng)48 h后觀察，測量抑菌圈直徑(抑菌環(huán)為瓊脂培養(yǎng)基上透明的圓環(huán)，未生長細菌部分)，同時進行空白對照.出現(xiàn)抑菌圈直徑大，說明該化合物抑菌活性強.實驗菌株為金黃色葡萄糖菌、大腸桿菌、放線菌、酵母菌.

2 結(jié)果與討論

2.1 化合物表征

2.1. 1 配體及配合物的元素分析及性質(zhì)

表1 配體和配合物的元素分析數(shù)據(jù)(括號內(nèi)為計算值)

配體配合物元素分析數(shù)據(jù)列于表1.

從表中可以看出，元素分析的測定值與理論值基本吻合.配體在空氣中不太穩(wěn)定，配體易溶于氯仿、DMF、DMSO、甲醇、乙醇，難溶于乙醚、異丙醇.配合物均是過渡金屬鹽與相應(yīng)的Schiff堿1∶1反應(yīng)的產(chǎn)物.配合物在空氣中較穩(wěn)定.

2.1.2 配體及配合物的摩爾電導(dǎo)

配體及配合物元素的摩爾電導(dǎo)數(shù)據(jù)列于表2.

表2 配體和配合物的摩爾電導(dǎo)數(shù)據(jù)

在室溫下濃度為1.0×10-3mol·L-1的水溶液(配體在乙醇中)中測定摩爾電導(dǎo)，結(jié)果表明：除硝酸鐵配合物外，其他配合物均為非電解質(zhì)(與小于42.5 s·cm-2·mol-1的范圍相一致[5])，說明Cl-、Ac-在內(nèi)界，硝酸鐵配合物為1∶1 型電解質(zhì)，2個硝酸根在內(nèi)界，1個硝酸根在外界.

2.1.3 紅外光譜分析

配體及配合物的紅外光譜數(shù)據(jù)列于表3.

表3 配體及配合物的主要紅外光譜數(shù)據(jù)(cm-1)

將乙酰基二茂鐵與配體的紅外光譜圖比較，可以看出它們的IR光譜發(fā)生了較大的變化，在1 665 cm-1處的C=O伸縮振動吸收峰已經(jīng)消失，在1 612 cm-1處出現(xiàn)了新的吸收峰，這說明C=O鍵已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)镃=N鍵.比較配合物與相應(yīng)的Schiff堿的紅外光譜可以發(fā)現(xiàn)：配體中1 612 cm-1處的C=N伸縮振動吸收峰vC=N在生成配合物后發(fā)生了位移，表明配體中的亞胺基團上的N原子也參與了配位.另外，與羧酸根，在配合物中的vas(COO-)、vs(COO-)與配體相比較，波數(shù)均發(fā)生了變化，說明羧酸根參與了配位.從羧酸對稱和反對稱頻率之差且Δv(vas-vs)>200 cm-1，可推知在這些化合物中羧酸根以單齒配位[6].硝酸鐵配合物在1 497、1 384、1 287、1 041、8 32 cm-1附近出現(xiàn)了NO3-吸收峰，其中1 384、832 cm-1附近的振動峰，表明配合物中存在自由的NO3-，而1 497、1 287、1 041 cm-1振動峰的出現(xiàn)，表明配合物中存在配位的NO3-且1 497 cm-1和1 287 cm-1相差約210 cm-1，說明配合物內(nèi)界有以雙齒形式配位的NO3-存在[7，8].配合中有水分子存在，這與元素分析和熱重分析結(jié)果相吻合.

2.1.4 配合物的熱重分析[9].

采用SDT型熱分析系統(tǒng)，在氮氣氣氛中進行，以Al2O3為參比物，升溫速度為10 ℃/min，在室溫至800 ℃區(qū)間內(nèi)對配合物進行了熱重分析.部分配合物的熱重分析數(shù)據(jù)列于表4.

表4 配合物的熱分析數(shù)據(jù)

從表4可以看出所有配合物中組成水都為結(jié)晶水.從失重比率可以看到，這些配合物熱分解最終產(chǎn)物均為鐵和金屬的混合物.利用差熱分析對配合物的熱穩(wěn)定性進行了研究，得出熱穩(wěn)定性次序為：Zn配合物>Cu配合物>Co配合物 ≈Fe配合物(Zn配合物的最終分解溫度大于800 ℃，Cu配合物約為620 ℃，Co配合物約為600 ℃).

表5 配體及其過渡金屬配合物的抑菌活性/抑菌圈直徑：mm

注“…”表示未發(fā)現(xiàn)抑菌圈.

2.2 目標(biāo)化合物的活性

配體及其過渡金屬配合物的抑菌活性(抑菌圈直徑)結(jié)果見表5.

配合物對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌均有不同程度的抑制作用；對放線菌、酵母菌無抑制作用，而對革蘭氏陽性菌類金黃色葡萄球菌的抑制作用較顯著；與配體相比，配合物的抑菌活性顯著的提高，這可能是因為配合物比配體更容易穿透細菌細胞膜，提高了膜內(nèi)藥物濃度，改變了細胞膜的電性質(zhì)，從而干擾了細菌細胞膜的正常功能，抑制了細菌的生長[10].配合物對測試菌種的抑制作用有一定的選擇性，其作用機理還不十分清楚，尚需要進一步深入研究.

3 結(jié)束語

本文以乙?；F縮甘氨酸Schiff堿配體與過渡金屬銅、鈷、鋅、鐵等的鹽反應(yīng)，合成了6種新型含二茂鐵基的Schiff堿過渡金屬配合物，并通過表征了確定化合物的結(jié)構(gòu).對目標(biāo)產(chǎn)物進行的生物活性的實驗結(jié)果表明配合物與配體相比，配合物的抑菌活性顯著的提高.

參考文獻

[1] 鄭勻飛，陳文納，李德昌，等. Schiff堿及其配合物的應(yīng)用研究進展[J]. 化工技術(shù)與開發(fā)， 2004，33(4)：26-29.

[2] 李建章，秦圣英，李仲輝，等. 冠醚化單和雙Schiff堿的合成及其鈷配合物的氧加合性能[J]. 合成化學(xué)，1998,6(2)：137-148.

[3] 劉玉婷. 有機合成化學(xué)實驗[M]. 長春： 吉林大學(xué)出版社，2006：117-119.

[4] 孫為銀. 配位化學(xué)[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004:31-35.

[5] Geary WJ. Use of conductivity measnremeuts in organic solvents for characterization of coorolination compounds[J]. Coord Chem Rev., 1971,(7):81.

[6] Nakamoto K. Infrared and Ram an Spectra of Inorganic and Coord Ination Compounds[M]. 4th Ed, NewYork: Wiley ￡Sons, 1986.

[7] 中本一雄著,黃德如譯. 無機和配位化學(xué)物的紅外和拉曼光譜[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1986: 208-237.

[8] 劉寶殿，徐永祥. 混合二烴基二氯化錫與水楊醛縮苯胺類Schiff 堿配合物的合成和表征[J]. 高等化學(xué)學(xué)報，1994, 15(9): 1 322-1 326.

[9] 沈 興. 差熱、熱重分析與非等溫固相反應(yīng)動力學(xué)[M]. 北京：冶金工業(yè)出版社，1995:22-96.

[10] 趙雁武，周振中，王憲偉. 3,4-二羥基苯甲醛縮氨基硫脲鋅(Ⅱ)配合物合成、表征與抑菌活性[J]. 武警工程學(xué)院學(xué)報，2003，19(2)：13-14.