水楊醛縮5-氨基水楊酸Schiff 堿及其稀土配合物合成、表征和抑菌活性

李璐 溫永清 趙長玉(天津包鋼稀土研究院有限責(zé)任公司，天津 300300)

0 引言

現(xiàn)階段因為稀土配合物抑菌譜廣以及殺菌能力強的優(yōu)勢，將其作為殺菌與消炎藥物的研究效果較為顯著。據(jù)大量實驗證實，稀土金屬離子與Schiff 堿組合而成的稀土配合物具有一定的生物活性，能抑制細(xì)菌生長、抗病毒以及抗腫瘤，其生物活性比Schiff 堿化合物明顯較高。本文研發(fā)的水楊醛縮5-氨基水楊酸Schiff 堿及其稀土配合物合成，在以往文獻(xiàn)報導(dǎo)中未見，對其結(jié)構(gòu)予以表征過程中，通過對測試技術(shù)摩爾電導(dǎo)、元素分析、1H-NMR 以及IR 等應(yīng)用，對它們的抑菌活性進(jìn)行初步考察，這對于獲取毒性更小、耐藥性更低以及抗菌性更強的藥物是非常有利的。

1 實驗部分

1.1 試劑和儀器

醋酸稀土鹽、無水乙醇、氨基水楊酸以及水楊醛等試劑均為分析純，這些實驗試劑主要依據(jù)相關(guān)規(guī)定配制；實驗儀器共選取了四種，包括瑞士生產(chǎn)的超導(dǎo)核磁共振儀BruckDRX300，美國生產(chǎn)的紅外光譜儀Varian640-FTIR，德國生產(chǎn)的元素分析儀VARIOEL 以及北京生產(chǎn)的數(shù)字顯示顯微熔點測定儀X-4；供試菌種：營養(yǎng)瓊脂以及標(biāo)準(zhǔn)菌株(變形桿菌、金黃色葡萄球菌、大腸桿菌)。

1.2 合成配體

將約3.0628 克的0.02mol 60mL 無水乙醇與PAS 加入到錐形瓶中，攪拌后混合均勻。再于錐形瓶中加入水楊醛0.02mol，進(jìn)而形成大量橘紅色不定型沉淀，放在一處反應(yīng)至半小時。過濾掉反應(yīng)生成的沉淀，淋洗2 至3 次，可采用水乙醇執(zhí)行此操作，在30℃恒溫真空干燥箱中放置濾餅干燥至規(guī)定重量。用無水乙醇重結(jié)晶，獲得(HL)水楊醛縮氨基水楊酸配體熔點為184～186℃的橘紅色針狀結(jié)晶，75.2%為其產(chǎn)率。

1.3 合成配合物

在150mL 的圓底燒瓶中加入50mL 熱的無水乙醇與約為0.5144 克的0.002mol 的HL，攪拌溶解。再在20～30mL 的無水乙醇溶液中加入0.002mol 的醋酸鹽，使其充分溶解。在圓底燒瓶中滴入醋酸鹽乙醇溶液，圓底燒瓶中再滴加攪拌過程中，會有黃色沉淀物緩緩出現(xiàn)，然后攪拌持續(xù)3～5 小時，使其充分反應(yīng)。溶液趁熱過濾，停止加熱回流，用熱的無水乙醇對沉淀物質(zhì)洗滌3～5 次，保證每次量在10mL 左右。干燥的配合物純口在沉淀減壓真空干燥后可得到，62.0%為其產(chǎn)率。

1.4 測試抑菌性能

在營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基表面分別用取菌環(huán)連續(xù)劃線接種變形桿菌、金黃色葡萄球菌以及大腸桿菌，在37℃恒溫箱培養(yǎng)1440 分鐘備用。將浸過藥液的濾紙用，在無菌環(huán)境下，于培養(yǎng)基表面用鑷子夾取貼附，對濾紙片輕壓使其貼平。在此過程中要注意，需要培養(yǎng)三張皿貼在150cm 內(nèi)，控制每張濾紙片距離要大于50mm，皿邊緣距離紙片中心要大于25mm。待完全處理好濾紙片后，于15 分鐘內(nèi)在37℃恒溫箱內(nèi)放置培養(yǎng)1440 分鐘，并同時實施空白實驗與平行實驗兩次，待1440 分鐘對抑菌圈直徑進(jìn)行測量，得到其平均值，通過抑菌圈的大小可以量度配合物抑菌能力的大小。

2 結(jié)果與討論

2.1 測定配體及配合物摩爾電導(dǎo)率與元素分析

對配合物與配體的N、H、C 含量用元素分析儀予以測定過程中，可使用EDTA 配位滴定法對稀土含量進(jìn)行測定。用電導(dǎo)率儀測定配置的10-4mol/L 樣品的25℃電導(dǎo)率。得到的結(jié)果顯示，對于計算值，元素分析測定值與其較為吻合，主要由水分子、兩個Schiff 堿配體以及一個中心金屬離子組成，即為[C28H20N2O8RE]·2H2O，配合物通過摩爾電導(dǎo)值表明，主要為非電解質(zhì)化合物。在熱的無水乙醇、DMSO、DMF 中比較容易溶解氨基水楊酸Schiff 堿，不易在氯仿、環(huán)己烷、苯以及無水乙醚中溶解，在無水乙醇、無水甲醇中會出現(xiàn)微溶現(xiàn)象，在空氣中較為穩(wěn)定。而與其不同的是，稀土配合物易溶于DMSO 以及DMF中，在空氣中較為穩(wěn)定，在有機試劑無水乙醚、丙酮、無水乙醇以及無水甲酸中溶解較難。

2.2 紅外光譜

通過紅外光譜數(shù)據(jù)得知，配體及配合物，在3438cm-1處出現(xiàn)了Schiff 堿配體締合羥基吸收峰，在2800～3100cm-1處出現(xiàn)了分子內(nèi)氫鍵的寬吸收峰，在1610cm-1處出現(xiàn)了Schiff 堿內(nèi)的C=N 特征尖峰。因為分子內(nèi)氫鍵的形成，Schiff 堿增強了體系的共軛作用，逐漸減弱了羧基C=O 雙鍵性質(zhì)，C—O 鍵可以增加，具有部分雙鍵的性質(zhì)。配體中不僅有羧基對稱伸縮振動νa(COO-)峰出現(xiàn)在1152cm-1處和不對稱伸縮振動νas(COO-)峰出現(xiàn)在1228cm-1處，還有C=O 特征峰出現(xiàn)在了1709cm-1處。配合物的紅外表征與配體相比，在3421.7 至3432.4cm-1處有寬而強的υO(shè)—H振動峰出現(xiàn)，說明配合物具有與金屬離子發(fā)生配位的水分子；而由于羧基對稱伸縮振動與不對稱伸縮振動差異性不大，證實其在配位過程中并沒有參與。

2.3 1H-NMR譜

δ5.95(s,1H, Ph-OH)在配體的1H-NMR 中為水楊醛上的—OH，沒有出現(xiàn)在配合物形成后，即表示與紅外數(shù)據(jù)分析結(jié)果相符，與金屬離子發(fā)生了配位；待形成配合物后，δ11.38(s,1H, Ph—OH)已逐漸向低場移動；待形成配合物白帶，δ6.92～7.85(m, 7H,Ph—H)因為苯環(huán)的大共軛體系的化學(xué)環(huán)境出現(xiàn)了轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致其向低場位移；待形成配合物后，因為C=N 中氮原子參與配位，導(dǎo)致氮原子的電子云密度已經(jīng)逐漸向低場移動；待形成配合物后，配體的δ12.58(s,1H,—COOH)為δ13.14(s,2H,—COOH)，導(dǎo)致其微微向市場移動。

2.4 抑菌活性

對抗菌藥物體外抑制細(xì)菌生長效力進(jìn)行測定的實驗即為體外抑菌實驗，其主要是對藥物的抑菌性能進(jìn)行評價。本研究對合成的鑭配合物抑菌效果進(jìn)行初步考察過程中，開展了抑菌圈試驗，該試驗效果較為明顯且成本低廉、操作簡單。通過實驗證實：在變形桿菌、金黃色葡萄球菌惟及大腸桿菌中，PAS、Schiff 堿及其稀土配合物的抑菌活性較為顯著；隨著濃度的不斷增加，它們的抑菌活性也會增強；抑菌活性在形成的配合物中出現(xiàn)了明顯的增強，即對于氨基水楊酸的抑菌效果，Schiff 堿與先導(dǎo)物沒有太太差別，但形成配合物后，明顯增強了活性，表示配體與稀土元素間有協(xié)同作用。同時與重稀土配合相比，輕稀土的抑菌效果更好，在原子序數(shù)的增加下，逐漸降低了抑菌效果，表現(xiàn)最好的就是鑭配合物的抑菌效果。

3 結(jié)語

在無水乙醇中，氨基水楊酸和水楊醛合成了(HL)水楊醛縮5-氨基水楊酸Schiff 堿，并和醋酸稀土鹽融合為新的稀土配合物。對合成的Schiff 堿及其配合物開展抑菌活性測試得知，可以在不同程度上抑制所試細(xì)菌，且配合物活性增強較為明顯。在本研究中，作為篩選出低毒、高效的藥物，輕稀土配合物，有待進(jìn)一步實施結(jié)核桿菌測試，從而提供有力的參考依據(jù)，促進(jìn)藥物的研究。