譚宇星，張志堅(jiān)，姚紀(jì)源，蔣伍玖，庾江喜，朱小明，馮泳蘭，鄺代治

(1.功能金屬有機(jī)材料湖南省普通高等學(xué)校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 衡陽(yáng) 421008；2.衡陽(yáng)師范學(xué)院 化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，湖南 衡陽(yáng) 421008)

鄰香草醛縮4-氯鄰氨基苯酚Schiff堿正丁基錫配合物的合成、晶體結(jié)構(gòu)及生物活性研究

譚宇星1,2，張志堅(jiān)2，姚紀(jì)源2，蔣伍玖1,2，庾江喜1,2，朱小明1,2，馮泳蘭1,2，鄺代治1,2

(1.功能金屬有機(jī)材料湖南省普通高等學(xué)校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 衡陽(yáng) 421008；2.衡陽(yáng)師范學(xué)院 化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，湖南 衡陽(yáng) 421008)

利用鄰香草醛縮4-氯鄰氨基苯酚Schiff堿(H2L)和正丁基三氯化錫反應(yīng)，合成了一個(gè)Schiff堿正丁基錫配合物(C1)，通過(guò)元素分析、FT-IR、1H NMR、13C NMR以及X-射線(xiàn)單晶衍射對(duì)合成的有機(jī)錫Schiff堿配合物C1進(jìn)行了表征。研究了配合物(C1)的紫外可見(jiàn)光譜，并且運(yùn)用MTT方法，研究了該有機(jī)錫Schiff堿配合物對(duì)癌細(xì)胞的體外抑制活性，研究的結(jié)果顯示，該有機(jī)錫Schiff堿配合物C1對(duì)MCF7、NCI-H460的抑制活性相比卡鉑要更優(yōu)越，因而可以考慮經(jīng)過(guò)化學(xué)優(yōu)化后，作為抗癌藥物的備選化合物。

有機(jī)錫(IV)配合物；Schiff堿；合成；晶體結(jié)構(gòu)；生物活性

0 引 言

Schiff堿是一類(lèi)含有C=N鍵的有機(jī)化合物[1]，它能靈活地利用各種不同羰基化合物與不同的氨基化合物反應(yīng)，并可以合成得到結(jié)構(gòu)新穎、有著許多的優(yōu)異性能的Schiff堿配體；同時(shí)這些Schiff堿配體能夠與元素周期表中許多的金屬離子絡(luò)合成穩(wěn)定性差異較大的配合物[2-3]，眾多的Schiff堿本身的抗癌活性是較好的，當(dāng)它與其他金屬絡(luò)合形成配位化合物以后，抗癌活性通常都會(huì)有所增強(qiáng)[4-5]。有機(jī)錫自發(fā)現(xiàn)其具有良好的抗癌活性以來(lái)，已經(jīng)成為了一類(lèi)極具研究?jī)r(jià)值的金屬有機(jī)化合物。近幾十年，人們研究發(fā)現(xiàn)有機(jī)錫配合物具有更為優(yōu)越的抗癌以及殺菌活性，因而得到了廣泛的關(guān)注[6-7]。因此，為了研究Schiff堿與有機(jī)錫發(fā)生配位后對(duì)其抗癌活性的影響，本文制得了一個(gè)未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道的Schiff堿正丁基錫配合物(C1)，利用多種表征手段對(duì)合成的有機(jī)錫Schiff堿配合物進(jìn)行了表征，并且運(yùn)用MTT方法，研究了該配合物對(duì)癌細(xì)胞MCF7、Hela、NCI-H460、HepG2、Colo205的體外抗癌活性。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器和試劑

Prestige-21紅外光譜儀，日本Shimadzu公司； AVANCE-400核磁共振儀，德國(guó)布魯克；PE-2400(II)元素分析儀，珀金埃爾默公司； SMART APEX II CCD單晶衍射儀，德國(guó)布魯克； UV-2550型號(hào)的紫外可見(jiàn)分光光度儀，Shimadzu公司；TG203熱重分析儀，德國(guó)耐馳公司。

配體(H2L)合成方法參考文獻(xiàn)方法[8]，其他試劑均為分析純。

1.2 合成

圖1 配合物C1的合成線(xiàn)路圖

將0.282 g (1 mmol) 丁基三氯化錫和0.277 g (1 mmol) 鄰香草醛縮4-氯鄰氨基酚Schiff堿裝入50 mL圓底燒瓶中后，向其中加入無(wú)水甲醇25 mL，攪拌，加熱回流，反應(yīng)8小時(shí)后，停止加熱，冷卻至室溫，過(guò)濾，減壓蒸除溶劑，固體使用甲醇進(jìn)行重結(jié)晶，最后得到棕黃色的透明晶體0.296 g，產(chǎn)率61 %。m.p.: 138～140 ℃。元素分析(C19H23Cl2NO4Sn)：實(shí)測(cè)值(計(jì)算值, %)：C 43.89 (43.97); H 4.55 (4.47); N 2.72 (2.70)。FT-IR (KBr, ν/cm-1): 3 463, 3 055, 2 960, 2 932, 2 857, 1 603, 1 586, 1 222, 680, 569, 535。UV-vis (DMSO), λmax(nm): 316, 435。1H NMR (DMSO-d6, 400MHz, δ/ppm): 9.17 (s, 1H), 7.93 (s, 1H), 7.23 (d, J= 7.6 Hz, 1H), 7.18 (d, J= 9.1 Hz, 1H), 7.11 (d, J= 7.6 Hz, 1H), 6.80 (m, 2H), 3.78 (s, 3H), 1.74-1.76 (m, 2H), 1.44-1.54 (m, 4H), 0.94 (m, J = 7.3 Hz, 3H)。13C NMR (DMSO-d6, 100 MHz, δ/ppm): 160.97, 158.51, 154.75, 151.09, 130.73, 128.76, 127.24, 120.10, 119.23, 118.13, 117.61, 116.44, 115.71, 56.04, 48.46, 27.55, 26.95, 25.18, 13.53。

1.3 晶體結(jié)構(gòu)測(cè)定

MoKα射線(xiàn)(λ=0.071073 nm)經(jīng)過(guò)石墨單色器單色化后，采用掃描方式為φ～ω收集衍射的數(shù)據(jù)。所有數(shù)據(jù)吸收校正方式為Multi-scan；使用直接法解析結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，所有的非氫原子坐標(biāo)通過(guò)傅里葉合成確定，配位甲醇羥基氫原子坐標(biāo)為傅里葉合成確定，其他所有氫原子坐標(biāo)均通過(guò)理論加氫法確定，所有非氫原子使用各向異性(氫原子采用各向同性)熱參數(shù)進(jìn)行全矩陣最小二乘法修正，所有結(jié)構(gòu)的分析工作全部在微型電子計(jì)算機(jī)上采用SHELX-97軟件包系統(tǒng)[9]完成。配合物C1的晶體學(xué)數(shù)據(jù)可參見(jiàn)表1。CCDC：1478448。

表1 配合物C1的晶體學(xué)數(shù)據(jù)

1.4 紫外光譜測(cè)定

用DMSO配制1×10-5mol/L的Schiff堿正丁基錫配合物溶液，在270～600 nm范圍內(nèi)掃描其紫外吸收光譜。

2 結(jié)果與討論

2.1 譜學(xué)表征

在配合物的紅外圖譜中，3 463 cm-1處產(chǎn)生的寬吸收帶可以將其歸屬到分子中配位甲醇O-H鍵的伸縮振動(dòng)[10]；1 603，1 586 cm-1處產(chǎn)生的吸收帶可歸屬為配體C=N鍵的振動(dòng)吸收峰，1 222 cm-1處吸收可歸屬到C-O鍵的振動(dòng)吸收，2 960，2 932，2 857 cm-1處產(chǎn)生的中等強(qiáng)度吸收帶可以歸屬到配合物C1中丁基C-H鍵特征吸收峰，觀察圖譜的低頻區(qū)域，可以發(fā)現(xiàn)535 cm-1，569 cm-1，680 cm-1的振動(dòng)吸收帶，這些可以分別歸屬到配合物C1中的Sn-C鍵、Sn-N鍵以及Sn-O鍵的特征振動(dòng)吸收峰，這些吸收帶的出現(xiàn)同時(shí)可以證明Schiff堿有機(jī)錫配合物的生成[11]。

在1H NMR譜中，配合物的理論推測(cè)結(jié)構(gòu)質(zhì)子數(shù)與相對(duì)應(yīng)的化合物中各組氫的積分的峰面積相對(duì)吻合；出現(xiàn)在9.17 ppm處的單峰可以將其歸屬為配合物的配位甲醇羥基上氫質(zhì)子吸收峰，配合物苯環(huán)的氫質(zhì)子對(duì)應(yīng)的吸收峰出現(xiàn)在6.78～7.93 ppm，丁基質(zhì)子吸收峰出現(xiàn)在0.92～1.78 ppm處，3.78 ppm處的單峰為甲氧基上氫質(zhì)子吸收峰。在13C NMR譜中，配合物中芳環(huán)上碳原子吸收峰出現(xiàn)在160.97，158.51，154.75，151.09，130.73，128.76，127.24，120.10，119.23，118.13，117.61，116.44，115.71 ppm，丁基碳原子吸收峰在27.55，26.95，25.18,13.53 ppm，甲氧基碳吸收峰出現(xiàn)在56.04 ppm處，甲醇甲基碳吸收峰出現(xiàn)在48.46 ppm處。配合物碳譜中的理論推測(cè)結(jié)構(gòu)碳原子數(shù)與各組峰相對(duì)應(yīng)并且吻合[12]，核磁共振譜可以證明有機(jī)錫配合物的形成。

2.2 晶體結(jié)構(gòu)

配合物C1的鍵長(zhǎng)、鍵角數(shù)據(jù)列于表2，圖2為分子結(jié)構(gòu)圖。由圖可知，合成的有機(jī)錫Schiff堿配合物為單錫核分子，中心錫原子除與一個(gè)丁基、一個(gè)氯原子和一個(gè)配位甲醇分子連接外，還與Schiff堿配體上的兩個(gè)酚氧原子及一個(gè)氮原子發(fā)生配位，形成六配位畸變八面體構(gòu)型。

來(lái)自Schiff堿配體的2個(gè)氧原子(O1、O2)、一個(gè)氮原子(N1)，以及丁基碳原子(C14)占據(jù)了八面體的赤道平面，氯原子Cl2、配位甲醇氧原子O4則占據(jù)了軸向位置；在赤道平面上， Sn1原子與氮、氧原子形成的鍵角為：O2-Sn1-N1: 76.9(3)°、O1-Sn1-N1:85.1(3)°、O1-Sn1-C14:98.0(6)°、O2-Sn1-C14:97.7(6)°，角度均較大程度地偏離90°；同樣以錫原子為中心的赤道平面的其他4個(gè)原子與Sn1原子形成的鍵長(zhǎng)也有著明顯的不同，差值范圍為：0.006 5～0.015 nm。赤道平面4個(gè)原子與軸向位置Cl2、O4角度為：O1-Sn1-Cl2: 95.9(3)°、C14-Sn1-Cl2: 101.4(6)°、O2-Sn1-Cl2: 96.1(2)°、N1-Sn1-Cl2: 87.9(2)°、O1-Sn1-O4: 82.4(3)°、C14-Sn1-O4: 89.5(6)°、O2-Sn1-O4: 82.3(3)°、N1-Sn1-O4: 81.2(3)°，這些鍵角都與90°存在著一定的偏差；兩個(gè)軸向原子Cl2、O4與中心Sn1原子的鍵角O4-Sn1-Cl2為: 169.1(2)°，也與180.0°存在著較大偏差。因此，可以歸納出中心錫原子和與其配位的原子之間形成了畸變的八面體構(gòu)型。

與此同時(shí)，在C1中，Sn1-N1的鍵長(zhǎng)為0.218 6(8)nm，Sn1-Cl2的鍵長(zhǎng)為0.241 8(3)nm，Sn1-O4的鍵長(zhǎng)為0.230 4(9)nm，均與文獻(xiàn)[8]報(bào)道相近。

圖2 配合物C1的分子結(jié)構(gòu)圖

2.3 紫外光譜性質(zhì)研究

圖3 配合物C1的紫外光譜圖

圖3為配合物C1的DMSO溶液的紫外吸收光譜，由圖可知，配合物C1在316 nm和435 nm處存在著較強(qiáng)的吸收。在316 nm處的有吸收是由鄰香草醛縮4-氯鄰氨基酚Schiff堿配體上的兩個(gè)苯環(huán)和C=N鍵構(gòu)成的大的共軛體系產(chǎn)生π-π*躍遷而導(dǎo)致[13]；有機(jī)錫Schiff堿配合物在435 nm處的吸收可以解釋為電子從配體向Sn原子轉(zhuǎn)移，產(chǎn)生LMCT躍遷而導(dǎo)致[14]。

2.4 體外抗癌活性研究

表3列出了配體和配合物對(duì)體外培養(yǎng)5種癌細(xì)胞的抑制活性。表3的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，配體Schiff堿本身對(duì)癌細(xì)胞并沒(méi)有明顯的抑制作用；而在有機(jī)錫與Schiff堿結(jié)合形成配合物之后，配合物對(duì)MCF7、Hela、NCI-H460、HepG2、Colo205存在著明顯的抑制作用，因此配合物的活性是強(qiáng)于配體的；此外，配合物與現(xiàn)有金屬類(lèi)抗癌藥物卡鉑對(duì)比也可以發(fā)現(xiàn)配合物C1對(duì)MCF7和NCI-H460的抑制作用要強(qiáng)于卡鉑，因而可以考慮經(jīng)過(guò)化學(xué)優(yōu)化后，將配合物C1作為抗癌藥物的備選化合物。

表3 配合物及配體對(duì)癌細(xì)胞的體外抑制活性

3 結(jié) 論

合成的正丁基錫Schiff堿配合物C1的中心Sn原子呈現(xiàn)六配位的畸變八面體構(gòu)型；體外抗癌測(cè)試表明，配合物C1對(duì)MCF7、Hela、NCI-H460、HepG2、Colo205存在著明顯的抑制作用，且對(duì)MCF7和NCI-H460的抑制作用要強(qiáng)于卡鉑，因而可以考慮經(jīng)過(guò)化學(xué)優(yōu)化后，將配合物C1作為抗癌藥物的備選化合物。

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(編校 陳志敏)

Synthesis,Crystal Structure and Biological Activity of the Schiff Base Dibutyltin Complex Based ono-Vanillin and 4- Chloro -2-Aminophenol

TANYu-xing1,2,ZHANGZhi-jian2,YAOJi-yuan2,JIANGWu-jiu1,2,YUJiang-xi1,2,ZHUXiao-ming1,2,FENGYong-lan1,2,KUANGDai-zhi1,2

(1.Key Laboratory of Functional Organometallic Materials of College of Hunan Province, Hengyang Hunan 421008,China;2.College of Chemistry and Material Science,Hengyang Normal University,Hengyang Hunan 421008,China)

Schiff base organotin(IV) complex C1 has been synthesized via the reaction of the o-vanillin-4-chloride-2-aminophenol Schiff base (H2L) with the butyltin trichloride.The complex has been characterized by IR,1H NMR,13C NMR spectra,elemental analysis and X-ray diffraction.The UV-vis spectra of the complex was determined.The anticancer activity of the Schiff base ligand (H2L) and complex C1 against five species of cancer cell which are Hela,MCF7,HepG2,Colo205,NCI-H460 were tested respectively,and the tests showed that the complex was more active than carboplatin against tested MCF7,NCI-H460 cancer cell lines and has a potential application of drug preparation.

organotin complex; Schiff base; synthesis; crystal structure; biological activity

2016-06-07

湖南省科技計(jì)劃項(xiàng)目(2015JC3060)；湖南省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(2016JJ4008)；湖南省教育廳基金項(xiàng)目(14K014, 15C0199, 15C0200)；衡陽(yáng)師范學(xué)院科學(xué)基金項(xiàng)目(15A02)；衡陽(yáng)師范學(xué)院大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目(CX1634)；功能金屬有機(jī)材料湖南省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金項(xiàng)目(GN16K03)；湖南省教育廳創(chuàng)新平臺(tái)開(kāi)放基金(16K011)

譚宇星(1991-)，女，湖南茶陵人，助教，碩士，主要從事金屬有機(jī)化學(xué)研究。

O625.45

A

1673-0313(2016)06-0070-05