1-二茂鐵基-3-(9-蒽基)丙烯酮的合成及抑菌活性

吳 亮

(樂山師范學院 化學學院，四川 樂山 614000)

查爾酮是一類突出的植物次生代謝產物以及類黃酮和異黃酮的生物遺傳前體，其結構具有一個大的共軛平面體系，主要由烯酮結構將兩個芳環連接在一起，多數研究證實該類化合物可與一些生物大分子結合，使其在抗炎、抗菌、抗病毒、抗氧化、抗癌等方面表現出巨大的潛力，因此備受科研工作者的青睞[1-3]。通過對芳環的結構修飾、或用其它芳環結構進行替代、或與具有其他藥理活性結構的物質鍵合，以增強目標分子的生理活性，已成為現今生物學及藥理學方面的研究熱點[4-5]。本文以乙酰二茂鐵和蒽醛為原料，KOH作催化劑，經固相研磨合成一種新型化合物1-二茂鐵基-3-(9-蒽基)丙烯酮，其結構見圖1。

圖1 1-二茂鐵基-3-(9-蒽基)丙烯酮結構

1 實驗部分

1.1 儀器和試劑

島津LCMS-8030液相色譜-質譜聯用儀；AV400D Bruker核磁共振儀，CDCl3為溶劑，TMS 為內標；北京瑞利WQF-530紅外光譜儀，KBr 壓片。所有試劑購自成都科隆試劑公司，均為分析純。

1.2 實驗步驟

9-蒽醛和乙酰二茂鐵按文獻[6-7]合成。

1-二茂鐵基-3-(9-蒽基)丙烯酮的合成：將0.5 g(2.19 mmol)乙酰二茂鐵、0.54 g (2.62 mmol) 9-蒽醛、0.25 g氫氧化鉀于研缽中混勻，研磨，TLC監側反應，反應完成之后，用水洗滌固體，過濾，乙醇重結晶，得到紅色針狀晶體1.81 g，產率50.24%。m.p：189～192℃。1H NMR (400 MHz, Chloroform-d) δ 8.76 (d, J = 11.6 Hz, 1H), 8.48 (s, 1H), 8.35 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 8.05 (d, J = 9.5 Hz, 2H), 7.57～7.48 (m, 4H), 4.93 (s, 2H), 4.62 (s, 2H), 4.30 (s, 5H)。IR:λ=1673.24，λ=1620.14，λ=1287.59～1464.57，λ=1070.22。

13C NMR (101 MHz, Chloroform-d) δ 137.58, 131.35, 130.75, 129.66, 128.94, 128.04, 126.27, 125.43 (d, J = 3.2 Hz), 73.17, 70.00 (d, J = 28.8 Hz)。MS/m/z：417。

1.3 抑菌研究

培養基的制備：準確稱取1.5 g牛肉膏，2.5 g蛋白胨，2.5 g NaCl，7.5 g瓊脂放入500 mL錐形瓶中，再加入500 mL去離子水，調節pH值至7～7.2，加熱融化，高壓蒸汽滅菌[8]。將滅菌好的液體倒入培養皿中，冷卻，分別取0.4 mL的大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草桿菌的菌液于培養基中，涂抹均勻。

以DMSO為溶液，分別配置濃度為1000、500、250、125、62.5 μg/mL的1-二茂鐵基-3-(9蒽基)丙烯酮溶液。每個濃度的溶液中放入14 mm的濾紙片，充分浸泡后，放入菌液培養基，在恒溫培養箱中37℃培養24 h。

2 結果與討論

2.1 化合物的紅外光譜解析

由圖2可知λ=1673.24為羰基峰；λ=1620.14是碳碳雙鍵的峰，因碳氧雙鍵、碳碳雙鍵和蒽環形成一個較大的共軛體系，使電子云密度平均化，導致波長數值較為接近；λ=1287.59 ～1464.57為蒽環吸收峰；λ=1070.22為二茂鐵中環戊二烯基吸收峰。

圖2 1-二茂鐵基-3-(9-蒽基)丙烯酮的IR圖譜
Fig.2 IR spectrum of 1-Ferrocenyl-3-(9- Anthryl)-Propenyl Ketone

2.2 化合物的核磁圖譜解析

在1H-NMR譜中(圖3)，化學位移δ=8.76、δ=8.48化合物中雙鍵碳原子上所連氫原子的化學位移，由于該化合物的不飽和羰基結構與整個蒽環形成了一個大共軛平面，因此導致雙鍵上氫原子的化學位移向高場移動，δ=8.35，δ=8.05，δ=7.57～7.48分別對應蒽環上氫原子化學位移值，δ=4.62，δ=4.39，δ=4.30分別對應二茂鐵中氫原子的化學位移。

圖3 1-二茂鐵基-3-(9-蒽基)丙烯酮的1H-NMR圖譜
Fig.31H-NMR spectrum of 1-Ferrocenyl-3-(9- Anthryl)- Propenyl Ketone

圖4中δ=120～140之間是蒽基上的碳，δ=60～80之間是二茂鐵基上的碳，化學位移值δ=125.43是由于羰基和碳碳雙鍵上三個碳產生共軛，耦合形成的峰。

圖4 1-二茂鐵基-3-(9-蒽基)丙烯酮的13C NMR圖譜
Fig.413C-NMR spectrum of 1-Ferrocenyl-3-(9- Anthryl)- Propenyl Ketone

2.3 抑菌分析

通過抑菌實驗研究，測定系列濃度的1-二茂鐵基-3-(9-蒽基)丙烯酮對三種細菌的抑制效果數據如表1所示。

表1 化合物抑菌性能比較Table 1 Comparison of antimicrobial activity of compound

注：數據為抑菌環直徑，單位：mm。

通過表中數據可以看出，該化合物對三種細菌均表現出較好的抑制活性，其中對枯草桿菌的抑菌優勢略微明顯，而對于大腸桿菌即使在低濃度下也能表現出較好抑制活性，可能由于大腸桿菌細—胞壁較薄，化合物分子更容易進入細胞內部，導致細胞肌體壞死，進而殺滅細菌。而對金色葡萄球菌的抑制效果較為平均，并未隨產物的質量濃度增加而增強。

3 結論

本文通過固相混合研磨合成新型化合物1-二茂鐵基-3-(9-蒽基)丙烯酮，通過1H NMR、13C NMR、IR、LC-MS進行表征，證實結構符合。初步探索了對大腸桿菌、金色葡萄球菌和枯草桿菌的抑制活性，在濃度為125 μg/mL時表現出較為均衡的抑制活性。