酰胺基水楊醛Schiff堿的合成及抗菌活性研究

徐文廣　葉亞娟　姜凌　李順清　張芳芳　蔡麗華

摘要：以氨基酸、水楊醛為主要原料，合成了五種Schiff堿，通過元素分析、紫外吸收、質譜等測試手段進行了結構鑒定，并采用瓊脂擴散法分別測定了各Schiff堿對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌的抑菌活性，結果表明： 新合成的五種Schiff堿均具有抗菌作用，抗菌活性分別為色氨酸Schiff堿對大腸桿菌的作用最強，絲氨酸Schiff堿對金黃色葡萄球菌的抑菌作用最強，谷氨酸Schiff堿對枯草芽孢桿菌的抑菌作用最強。

關鍵詞：水楊醛；氨基酸；Schiff堿；合成；抗菌活性

中圖分類號：O627.41

文獻標識碼：A文章編號：16749944（2017）12002003

1引言

Schiff堿類化合物在諸多領域中都有重要應用。尤其是在醫學領域，Schiff堿具有良好的抑菌、殺菌、抗腫瘤、抗病毒等生物活性，Chen H，Rhodes J對于Schiff堿及其配合物的殺菌機理提出了見解[1]；在催化腐蝕領域、分析化學領域和光致變色領域，某些含有特性基團的Schiff堿也具有獨特的應用[2]。水楊醛及其衍生物作為精細化工的重要中間體不僅在醫藥、染料、農用殺蟲劑等方面有著廣泛的應用，而且在配位催化、電鍍、香料、石油化工、液晶和高分子材料等領域也備受關注[3]，由于水楊醛的抗菌效果很好，所以作為新型抗菌藥物的備選藥物，很有理論研究意義。氨基酸作為生活中的必需品，在醫藥上主要用來制備復方氨基酸輸液，也用作治療藥物和合成多肽藥物。

本文采用了色氨酸、絲氨酸、谷氨酸等五種氨基酸合成了5種新的氨基酸類水楊醛Schiff堿，通過采用瓊脂擴散法，測定了氨基酸水楊醛Schiff堿對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌的抑菌活性[4]，以期發現新的具有抑菌活性的化合物。

2實驗部分

2.1主要儀器及試劑

儀器：元素分析（UA）用MOD-1106型元素分析儀（Carlo-Erba公司）測定；質譜（MR）用Waters6220 Accurate-Mass Q-TOF型液相色譜質譜（LC-MS）聯用儀測定；紫外-可見光譜（200～700 nm）Shimadzu UV-160型紫外-可見光譜儀（Shimadzu公司，日本）測定。

試劑：溶劑和試劑除特別注明外均為分析純或化學純級，使用前未進一步處理。大腸桿菌（Escherichia coli）、金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）、枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）均為武漢工商學院實驗室保藏菌種，牛肉膏蛋白胨培養基（自制）：牛肉膏3 g，蛋白胨10 g，氯化鈉5 g，瓊脂15～20 g，加水至1 000 mL，pH值調至7.0～7.2。

2.2樣品合成

2.2.1水楊醛類Schiff堿的合成路徑

水楊醛類Schiff堿的合成路徑見圖1。

2.2.2水楊醛與氨基酸類Schiff堿的合成

稱取4.08 g（0.02 mol）色氨酸溶于50ml無水乙醇中，室溫下攪拌并滴加少量DMF助溶，待氨基酸溶解后緩慢滴加2.50 mL（0.024 mol）水楊醛，滴加完畢，回流反應5h，冷至室溫，抽濾，得固體物質，用少量95%乙醇洗滌3次，干燥得到淺黃色固體粉末3.1 g。產率47.84%，熔點305℃-308℃[5]。元素分析（C18H17N3O3）計算值（%）：C 66.87， H 5.26， N 13.00；實測值（%）：C 66.04，H 5.41，N 13.32；UR：265 nm；LC-MS譜圖數據（m/z）：324.2（M+1）。

絲氨酸Schiff堿，黃色固體粉末1.97 g。產率43.78%，熔點280℃～284℃。元素分析（C10H10N2O4）計算值（%）：C 54.05， H 4.50， N 12.61；實測值（%）：C 54.64，H 4.21，N 13.02；UR：258 nm；LC-MS譜圖數據（m/z）：222.4（M+1）。

谷氨酸schiff堿，得到黃色固體3.60 g。產率67.42%，熔點285℃～289℃。元素分析（C12H15N3O4）計算值（%）：C 54.05， H 4.50， N 12.61；實測值（%）：C 54.64，H 4.21，N 13.02；UR：225 nm；LC-MS譜圖數據（m/z）：222.4（M+1）。

蘇氨酸schiff堿，白色固體2.07 g。產率43.31%，熔點298℃～302℃。元素分析（C10H12N2O3）計算值（%）：C 57.69， H 5.77， N 13.46；實測值（%）：C 57.04， H 5.92， N 13.80；UR：245 nm；LC-MS譜圖數據（m/z）：209.3（M+1）。

丙氨酸schiff堿，白色固體粉末1.55 g。產率37.08%，熔點258℃～262℃。元素分析（C11H10N2O3）計算值（%）：C 60.55， H 4.59， N 12.84；實測值（%）：C 60.93， H 5.01， N 13.43；UR：300 nm；LC-MS譜圖數據（m/z）：209.3（M+1）。

2.3抗菌活性研究

2.3.1實驗菌種制備

分別將大腸桿菌（Escherichia coli）、金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）和枯草芽孢桿桿菌（Bacillus subtilis）3種菌種接種，活化3次后接于液體培養基中，置于37℃保溫箱中孵化，血球計數板記數，使菌體濃度達到1.5×108個/mL[5，6]。

2.3.2瓊脂擴散法

參照文獻[7]，實驗前將培養皿、牛肉膏蛋白胨培養基、直徑6mm的紙片及小指管、鑷子等物品進行滅菌待用，實驗時倒至平板冷卻后，移取50微升菌液在瓊脂培養基平板表面均勻涂布，室溫下干燥3～5 min，此時將水楊醛Schiff堿用DMF配成0.1 g/L、0.2 g/L、0.5 g/L、1.0 g/L、2.5 g/L的藥液，并用無菌膜過濾后轉入1 mL滅菌的小指管中，分別夾取無菌紙片蘸取藥液平貼在已接種細菌的瓊脂平板的表面，各紙片中心相距約24 mm，紙片距平板邊緣約15 mm[8，9]。平板置在37℃條件下孵育24 h后觀察抑菌效果，量取抑菌圈直徑，以僅吸收有機溶劑DMF的紙片和不加菌液的培養基作空白對照，取3次實驗結果的平均值，所得結果見表1。

3結果與分析

通過涂布平板培養后，得到抑菌圈結果如表1。由表1分析可知：DMF溶液幾乎沒有抑菌作用，而所合成的5種Schiff堿中均有抑菌圈，且通過此表可以看出色氨酸Schiff堿對大腸桿菌的作用最強，丙氨酸Schiff堿對金黃色葡萄球菌的抑菌作用最強，谷氨酸Schiff堿對枯草芽孢桿菌的抑菌作用最強。

2017年6月綠色科技第12期

徐文廣，等：酰胺基水楊醛Schiff堿的合成及抗菌活性研究

環境與安全

4結語

本文成功地合成了5種新型的氨基酸水楊醛Schiff堿，并鑒定了5種Schiff堿的結構。通過對5種氨基酸類Schiff堿的抗菌實驗研究，發現它們均具有良好的抗菌活性，相對來說色氨酸Schiff堿對大腸桿菌的作用最強，丙氨酸Schiff堿對金黃色葡萄球菌的抑菌作用最強，谷氨酸Schiff堿對枯草芽孢桿菌的抑菌作用最強[10]。這可能是因為Schiff堿的基本結構中含-RC=N-結構，其雜化軌道上的N原子具有孤對電子，使得Schiff堿不僅具有良好的殺菌作用，還具有止痛、抗炎、抗菌及滅菌、抗病毒等活性，因此，它們可以作為潛在的抗菌藥物。

參考文獻：

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Synthesis of Schiff Base Containing Salicylaldehyde and Amide and Its Antibacterial Activity

Xu Wenguang， Ye Yajuan， Jiang Lin，Li Shunqing，Zhang Fangfang，Cai Lihua

（Environmental and Biological Engineering College， Wuhan Technology and Business University， Wuhan 430065，China）

Abstract： The five Schiff bases were synthesized by using amino acid and salicylaldehyde as main materials. The structures were identified by IR， Uv and MR. The inhibitory activities of compounds on Escherichia coli， Staphylococcus aureusandBacillus subtiliswere primarily studied through the Agar Diffusion Assay method. The results showedthat the five Schiff bases had antibacterial activity. Respectively glutamic acid Schiff bases has the strongest on escherichia coli， serine Schiff base had the strongest bacteriostasis to staphylococcus aureus and alanine Schiff base had the strongest bacteriostass on bacillus subtilis.

Key words： Salicylaldehyde； Amino acid； Schiff base； synthesis； antibacterial activity