彭化南, 鄭大貴, 張 勇, 謝國(guó)豪, 曾賢華
(1. 上饒師范學(xué)院 a. 江西省普通高校應(yīng)用有機(jī)化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;b. 生命科學(xué)學(xué)院,江西 上饒 334001)
咪唑類化合物具有良好的生理活性和藥物活性,在有機(jī)化學(xué)和藥物化學(xué)領(lǐng)域中扮演著重要角色[1,2]。芳基取代咪唑的結(jié)構(gòu)存在于許多農(nóng)藥、醫(yī)藥和酶抑制劑分子中,廣泛應(yīng)用于除草、殺菌、抗菌、消炎和生物活性酶抑制劑中[3,4],如含多芳基取代咪唑的P38蛋白激酶抑制劑和環(huán)氧酶-2抑制劑[5];芳基咪唑類化合物在有機(jī)光電領(lǐng)域也有重要的應(yīng)用前景,可作為非線性光學(xué)材料用于電子傳輸記憶[6]以及光致變色材料[7]。
Schiff 堿及其金屬配合物具有較好的生理、藥理及生物活性,在抗菌、抗病毒、抗腫瘤、抗癌、抗艾滋病等方面引起了人們廣泛深入地理論與應(yīng)用研究[8~11]。鑒于咪唑和Schiff 堿類化合物優(yōu)異的生物活性,根據(jù)疊加性原理,本文設(shè)想將芳基取代咪唑的結(jié)構(gòu)引入芳香醛類Schiff 堿中,期望合成具有更好生物活性的2,4,5-三苯基咪唑Schiff堿衍生物。聯(lián)苯甲酰、對(duì)硝基苯甲醛和乙酸銨經(jīng)縮合和還原反應(yīng)制得2-(4-氨基苯基)-4,5-二苯基咪唑(2); 2與芳香醛(Ⅰa~Ⅰc)縮合制得三個(gè)新型的2,4,5-三苯基咪唑Schiff 堿衍生物(3a~3c, Scheme 1),其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR, IR和MS表征。測(cè)定了3a~3c對(duì)大腸桿菌,蘇云金桿菌和枯草芽孢桿菌的抑菌活性。結(jié)果表明,3a~3c對(duì)三種菌種均表現(xiàn)出一定抑制作用,其中3c的抑菌活性最好。
CompabcAr - ClCl- F3C-
Scheme1
X-5型顯微熔點(diǎn)儀(溫度計(jì)未校正);Varian Mercury-300型核磁共振儀(DMSO-d6為溶劑,TMS為內(nèi)標(biāo));Nicolet 6700型FT-IR紅外光譜儀(KBr壓片);Shimadzu SIL-10A Auto Injector型液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀
所用試劑均為分析純。
(1) 2-(4-硝基苯基)-4,5-二苯基咪唑(1)的合成
在反應(yīng)瓶中加入對(duì)硝基苯甲醛2.41 g(16 mmol),聯(lián)苯甲酰3.36 g(16 mmol),乙酸銨12.32 g(160 mmol)和乙酸80 mL,攪拌下回流反應(yīng)6 h。倒入冰水中,攪拌下用氨水調(diào)節(jié)至pH 7~8;減壓抽濾,濾餅用水洗滌,干燥后用無(wú)水乙醇重結(jié)晶得黃色針狀晶體1,產(chǎn)率86%, m.p.244 ℃~246 ℃(239 ℃~240 ℃[12]);1H NMRδ: 13.20(s, 1H, NH), 8.40(s, 4H, PhH), 7.65~7.28(m, 10H, PhH); IRν: 3 444, 3 419, 3 070, 1 600, 1 577, 1 513, 1 477, 1 338 cm-1; ESI-MSm/z: 342{[M+H]+, 100%}。
(2) 2的合成
在三口瓶中加入1 2.05 g(6 mmol),氯化銨1.29 g(24 mmol),活性鐵粉2.35 g(42 mmol),甲醇64 mL和水16 mL,攪拌下于80 ℃(回流)反應(yīng)6 h。趁熱過濾,濾液減壓除去甲醇,殘余物用乙酸乙酯萃取,合并有機(jī)相,用無(wú)水硫酸鈉干燥,旋干溶劑得白色粉末2,產(chǎn)率81%, m.p.253 ℃~255 ℃(253 ℃~256 ℃[12]);1H NMRδ: 12.26(s, 1H, NH), 7.81(d,J=8.1 Hz, 2H, PhH), 7.60~7.25(m, 10H, PhH), 6.69(d,J=8.1 Hz, 2H, PhH), 5.40(s, 2H, NH2); IRν: 3 423, 3 387, 3 054, 3 033, 1 619, 1 506, 1 494, 1 453 cm-1; ESI-MSm/z: 312{[M+H]+, 100%}。
(3)3a~3c的合成(以3a為例)
在反應(yīng)瓶中加入2 0.63 g(2 mmol),肉桂醛(Ⅰa)0.32 g(2.4 mmol),無(wú)水乙醇15 mL和10滴乙酸,攪拌下于室溫反應(yīng)3 h。減壓過濾,濾餅用冷無(wú)水乙醇洗滌,用無(wú)水乙醇重結(jié)晶得3a。
用類似的方法合成3b和3c。
3a: 黃色晶體,m.p.233 ℃~235 ℃,產(chǎn)率78%;1H NMRδ: 12.73(s, 1H, NH), 8.57(d,J=8.7 Hz, 1H, N=CH), 8.18(d,J=8.4 Hz, 2H, ArH), 7.76(d,J=6.6 Hz, 2H, ArH), 7.65~7.21(m, 17H, ArH, HC=CH); IRν: 3 448, 3 419, 3 058, 3 021, 1 631, 1 623, 1 558, 1 540, 1 506, 1 486, 1 457 cm-1; ESI-MSm/z(%): 425(M+, 1), 312(100)。
3b(回流反應(yīng)5 h): 黃色針狀晶體,m.p.255 ℃~258 ℃,產(chǎn)率75%;1H NMRδ: 12.79(s, 1H, NH), 8.97(s, 1H, N=CH), 8.25(d,J=7.5 Hz, 2H, ArH), 8.21(s, 1H, ArH), 7.85(d,J=1.8 Hz, 1H, ArH), 7.66~7.23(m, 13H, ArH); IRν: 3 448, 3 419, 3 058, 1 631, 1 615, 1 558, 1 540, 1 506, 1 489, 1 457 cm-1; ESI-MSm/z(%): 312(100), 159(2)。
3c(回流反應(yīng)6 h): 淡黃色晶體,m.p.239 ℃~241 ℃,產(chǎn)率71%;1H NMRδ: 12.79(s, 1H, NH), 8.93(s, 1H, N=CH), 8.25~8.20(m, 3H, ArH), 7.97(d,J=8.1 Hz, 2H, ArH), 7.66~7.22(m, 13H, ArH); IRν: 3 440, 3 058, 3 029, 1 631, 1 615, 1 558, 1 506, 1 482, 1 453, 1 324 cm-1; ESI-MSm/z: 312(100%)。
采用濾紙片法測(cè)定3a~3c對(duì)大腸桿菌,蘇云金桿菌和枯草芽孢桿菌的抗菌活性。
以DMF為溶劑,將待測(cè)樣品配成濃度為2 mg·mL-1的溶液(以DMF為對(duì)照液),放入9片直徑為5 mm的濾紙片,浸泡12 h。紙片瀝干均分三組各粘貼于預(yù)先涂有桿菌的瓊脂平板上(每板貼同一濃度下不同樣品的濾紙片各1片),在振蕩培養(yǎng)箱中于37 ℃培養(yǎng)24 h。以十字交叉法測(cè)量平板上各樣片抑菌圈直徑,取其平均值,比較抑菌效果。
在2的合成中,嘗試了三種常用的還原劑體系對(duì)1的硝基進(jìn)行還原,結(jié)果見表1。從表1可見,SnCl2·2H2O和Na2S2O4·2H2O為還原劑,反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、產(chǎn)率低,而且大量還原劑的沉淀物包裹產(chǎn)物,導(dǎo)致產(chǎn)物的提取和純化困難;用Fe/NH4Cl還原體系具有反應(yīng)時(shí)間短、還原充分、產(chǎn)率高、后處理簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn),當(dāng)使用80%甲醇為溶劑,n(1) ∶n(Fe) ∶n(NH4Cl)=1 ∶7 ∶4時(shí),2的產(chǎn)率最高。
在3的合成中,使用傳統(tǒng)的合成方法,以冰醋酸作為催化劑,2和芳香醛在乙醇中縮合得到2,4,5-三苯基咪唑Schiff堿衍生物。但實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),Ⅰa在室溫下很快得到目標(biāo)產(chǎn)物(3a),而Ⅰb和Ⅰc在相同條件反應(yīng)沒有明顯的產(chǎn)物生成,升高溫度至回流才能得到了預(yù)期產(chǎn)物3b和3c。
表1 還原劑體系對(duì)合成2的影響*Table 1 Effect of reduction system on synthesizing 2
*反應(yīng)溫度80 ℃,其余反應(yīng)條件同1.2(2)
3a~3c的抑菌活性見表2。從表2可以看出,3a~3c對(duì)三種菌種均表現(xiàn)出一定抑制作用,其中3c的抑菌活性效果最好。
表2 3的抑菌活性*Table 2 Antibacterial activities of 3
*抑菌圈直徑為3次重復(fù)的平均值;濾紙片直徑5 mm
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