取代苯基甲醛類脫氫樅酰腙化合物的合成及其體外抑菌活性研究

伍 勇，黃春花，徐 靜

(四川衛(wèi)生康復(fù)職業(yè)學(xué)院藥學(xué)系，四川 自貢 643000)

酰腙類化合物是由酰肼與醛酮經(jīng)分子間縮合得到的一類化合物，含有-CONHN=CH-基團(tuán)，具有潛在的殺菌[1-6]、殺蟲(chóng)[7-8]等生物活性，受到研究者的廣泛關(guān)注。脫氫樅酸是松香樹(shù)脂酸系列產(chǎn)品，其氫化菲結(jié)構(gòu)中因有多個(gè)手性碳原子，故被視為生物醫(yī)藥領(lǐng)域不可或缺的天然原料之一。作者以脫氫樅酸為起始原料，對(duì)其主要結(jié)構(gòu)進(jìn)行化學(xué)修飾，經(jīng)酰鹵化、親核取代、脫水縮合等3步反應(yīng)，合成6個(gè)取代苯基甲醛類脫氫樅酰腙化合物，通過(guò)IR、1HNMR對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，并對(duì)其進(jìn)行體外抑菌活性評(píng)價(jià)。合成路線如圖1所示。

圖1 取代苯基甲醛類脫氫樅酰腙化合物的合成路線

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 試劑與儀器

脫氫樅酸，浙江萬(wàn)安塑料有限公司；其它試劑均為市售分析純或化學(xué)純。

X-4型數(shù)顯雙目顯微熔點(diǎn)測(cè)定儀(溫度計(jì)未經(jīng)校正)，鞏義予華儀器有限責(zé)任公司；AV-400型核磁共振波譜儀(DMSO為溶劑，TMS為內(nèi)標(biāo))，美國(guó)Bruker公司；Nicolet iS 10型傅立葉變換紅外光譜儀(KBr壓片)，美國(guó)Thermo Fisher公司。

1.2 合成方法

1.2.1 脫氫樅基酰氯(Ⅰ)的合成

取50 g(167 mmol)脫氫樅酸置于250 mL四口燒瓶中，加入75 mL CH2Cl2，攪拌溶解，逐滴加入18.5 mL二氯亞砜(SOCl2)溶液，40～45 ℃下攪拌5 h(TLC跟蹤)，冷卻后減壓蒸除溶劑，得棕色油狀脫氫樅基酰氯(Ⅰ)。

1.2.2 脫氫樅基酰肼(Ⅱ)的合成

取10 mmol脫氫樅基酰氯置于250 mL四口燒瓶中，加入100 mL四氫呋喃，攪拌溶解，然后加入12 mmol 80%水合肼、10 mmol無(wú)水Na2CO3，常溫下攪拌3 h(TLC跟蹤)，過(guò)濾，濾液減壓蒸餾得白色固體，再用無(wú)水乙醇-四氫呋喃混合液(體積比1∶1)重結(jié)晶，得白色粉末脫氫樅基酰肼(Ⅱ)，收率80.3%。

1.2.3 取代苯基甲醛類脫氫樅酰腙化合物(Ⅲ)的合成

取10 mmol脫氫樅基酰肼置于250 mL四口燒瓶中，加入50 mL四氫呋喃，攪拌溶解，逐滴加入10 mmol 取代苯基甲醛，加熱攪拌回流3 h(TLC跟蹤)，冷卻，乙醇重結(jié)晶，得取代苯基甲醛類脫氫樅酰腙化合物(Ⅲ)。

1.3 體外抑菌實(shí)驗(yàn)

供試菌株：金黃色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)ATCC 29123、糞腸球菌(Enterococcusfaecalis)ATCC 29212、肺炎鏈球菌(Streptococcuspneumoniae)ATCC 49619、銅綠假單胞菌(Pseudomonasaeruginosa)ATCC 27853、大腸埃希菌(Escherichiacoli)ATCC 25922、陰溝腸桿菌(Enterobactercloacae)ATCC 700323等均由自貢市第四人民醫(yī)院微生物室提供。

采用瓊脂二倍稀釋法體外測(cè)定目標(biāo)化合物Ⅲ的最低抑菌濃度(MIC)。以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)為溶劑、無(wú)菌水為稀釋液，35 ℃孵育20～24 h，觀察菌株生長(zhǎng)狀況。

2 結(jié)果與討論

2.1 合成工藝分析

(1)反應(yīng)原料脫氫樅酸來(lái)源豐富。

(2)試劑的選擇。反應(yīng)所需試劑簡(jiǎn)單易得，反應(yīng)條件溫和，操作簡(jiǎn)便。脫氫樅基酰氯(Ⅰ)的合成過(guò)程中加入SOCl2試劑，經(jīng)酰鹵化反應(yīng)后均以SO2、HCl氣體釋放，且SOCl2沸點(diǎn)78 ℃，易于減壓分離。脫氫樅基酰肼(Ⅱ)和目標(biāo)化合物Ⅲ的合成過(guò)程中使用四氫呋喃為溶劑，由于四氫呋喃與水互溶，可快速吸收縮合反應(yīng)釋放的水，利于反應(yīng)的進(jìn)行。

(3)酰肼結(jié)構(gòu)(-CO-NHNH2)中氮原子作為親核試劑，因羰基吸電子效應(yīng)，使得親核氮原子作用減弱，反應(yīng)收率會(huì)受到一定影響。

2.2 結(jié)構(gòu)表征

合成得到的6個(gè)取代苯基甲醛類脫氫樅酰腙化合物Ⅲa～Ⅲf的IR、1HNMR數(shù)據(jù)如下：

脫氫樅基苯甲酰腙(Ⅲa)：白色固體，m.p.179～180 ℃，收率58.3%；IR,ν,cm-1:3 272,2 955,2 931,2 857,1 654,1 601,1 494,1 468,1 383,819；1HNMR,δ:9.59(m,1H,NH),7.58(m,1H,21-H),7.19～7.12(m,3H,11-H,24-H,26-H),6.99(m,1H,12-H),6.88(d,1H,J=3.2 Hz,14-H),6.73～6.70(m,3H,23-H,25-H,27-H),2.89～2.75(m,3H,7-H,15-H),2.16(d,1H,J=12.5 Hz,5-H),1.81～1.42(m,8H,1-H,2-H,3-H,6-H),1.26(s,3H,20-H),1.18～1.16(m,9H,16-H,17-H,19-H)。

脫氫樅基對(duì)氟苯甲酰腙(Ⅲb)：白色固體，m.p.185～189 ℃，收率53.1%；IR,ν,cm-1:3 258,2 956,2 928,2 868,1 669,1 619,1 497,1 460,1 383,1 232,820；1HNMR,δ:9.51(m,1H,NH),7.46(m,1H,21-H),7.18～7.12(m,3H,11-H,24-H,26-H),6.99(m,1H,12-H),6.88(d,1H,J=3.4 Hz,14-H),6.63～6.58(m,2H,23-H,27-H),2.89～2.75(m,3H,7-H,15-H),2.13(d,1H,J=12.6 Hz,5-H),1.84～1.42(m,8H,1-H,2-H,3-2H,6-H),1.25(s,3H,20-H),1.19～1.16(m,9H,16-H,17-H,19-H)。

脫氫樅基對(duì)氯苯甲酰腙(Ⅲc)：黃色固體，m.p.213～214 ℃，收率63.7%；IR,ν,cm-1:3 298,2 996,2 942,2 868,1 675,1 624,1 485,1 401,1 312,1 089,825；1HNMR,δ:9.57(m,1H,NH),7.53(m,1H,21-H),7.19～7.11(m,3H,11-H,24-H,26-H),6.95(m,1H,12-H),6.88(d,1H,J=2.9 Hz,14-H),6.74～6.71(m,2H,23-H,27-H),2.84～2.72(m,3H,7-H,15-H),2.14(d,1H,J=12.2 Hz,5-H),1.81～1.44(m,8H,1-H,2-H,3-H,6-H),1.22(s,3H,20-H),1.18～1.14(m,9H,16-H,17-H,19-H)。

脫氫樅基鄰氯苯甲酰腙(Ⅲd)：白色固體，m.p.176～177 ℃，收率58.3%；IR,ν,cm-1:3 271,2 956,2 929,2 868,1 670,1 620,1 497,1 460,1 383,1 173,820；1HNMR,δ:9.58(m,1H,NH),7.55(m,1H,21-H),7.20～7.13(m,3H,11-H,24-H,27-H),6.93(m,1H,12-H),6.86(d,1H,J=3.0 Hz,14-H),6.78～6.73(m,2H,25-H,26-H),2.85～2.74(m,3H,7-H,15-H),2.16(d,1H,J=12.7 Hz,5-H),1.88～1.47(m,8H,1-H,2-H,3-H,6-H),1.22(s,3H,20-H),1.19～1.16(m,9H,16-H,17-H,19-H)。

脫氫樅基對(duì)溴苯甲酰腙(Ⅲe)：黃色固體，m.p.227～229 ℃，收率73.5%；IR,ν,cm-1:3 247,2 995,2 941,2 868,1 669,1 624,1 481,1 398,1 174,823；1HNMR,δ:9.61(m,1H,NH),7.59(m,1H,21-H),7.41～7.38(m,3H,11-H,24-H,26-H),7.06(m,1H,12-H),6.93(d,1H,J=3.1 Hz,14-H),6.83～6.75(m,2H,23-H,27-H),2.88～2.74(m,3H,7-H,15-H),2.14(d,1H,J=12.1 Hz,5-H),1.83～1.42(m,8H,1-H,2-H,3-H,6-H),1.25(s,3H,20-H),1.18～1.16(m,9H,16-H,17-H,19-H)。

脫氫樅基對(duì)甲氧基苯甲酰腙(Ⅲf)：黃色固體，m.p.175～176 ℃，收率78.8%；IR,ν,cm-1:3 268,2 967,2 928,2 838,1 624,1 601,1 507,1 461,1 301,1 166,1 024,832；1HNMR,δ:9.63(m,1H,NH),7.59(m,1H,21-H),7.22～7.14(m,3H,11-H,24-H,26-H),7.08(m,1H,12-H),6.98(d,1H,J=3.2 Hz,14-H),6.93～6.90(m,2H,24-H,27-H),2.89～2.85(m,3H,7-H,15-H),2.17(d,1H,J=12.4 Hz,5-H),1.83～1.44(m,8H,1-H,2-H,3-H,6-H),1.28(s,3H,20-H),1.21～1.18(m,9H,16-H,17-H,19-H)。

化合物Ⅲa～Ⅲf的IR圖譜中：3 298～3 247 cm-1處為酰腙結(jié)構(gòu)N-H吸收峰，2 955 cm-1、2 931 cm-1、2 857 cm-1處為脫氫樅基-CH3、-CH2-吸收峰，1 660 cm-1、1 620 cm-1處為酰腙結(jié)構(gòu)C=O、C=N特征吸收峰；化合物Ⅲa～Ⅲf的1HNMR圖譜中：δ9.63～δ9.51處為CO-NH氫原子吸收峰，δ7.59～δ7.46處為N=CH氫原子吸收峰，δ7.41～δ6.58處為苯環(huán)氫原子吸收峰。結(jié)合IR圖譜中其它吸收波數(shù)以及1HNMR圖譜中各特征基團(tuán)的吸收峰，可以確定所合成產(chǎn)物為目標(biāo)化合物取代苯基甲醛類脫氫樅酰腙化合物。

2.3 體外抑菌活性

體外抑菌實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，目標(biāo)化合物Ⅲa～Ⅲf對(duì)金黃色葡萄球菌、糞腸球菌、肺炎鏈球菌、銅綠假單胞菌、大腸埃希菌、陰溝腸桿菌等6株菌株的抑菌活性均較弱，化合物Ⅲa、Ⅲc、Ⅲf的最低抑菌濃度均為128 μg·mL-1，化合物Ⅲb、Ⅲd、Ⅲe的最低抑菌濃度均大于128 μg·mL-1。

3 結(jié)論

以脫氫樅酸為起始原料，經(jīng)酰鹵化、親核取代、脫水縮合等3步反應(yīng)合成了取代苯基甲醛類脫氫樅酰腙化合物(Ⅲa～Ⅲf)，6種化合物對(duì)金黃色葡萄球菌、糞腸球菌、肺炎鏈球菌、銅綠假單胞菌、大腸埃希菌、陰溝腸桿菌等6株菌株的抑菌活性均較弱，其中化合物Ⅲa、Ⅲc、Ⅲf的最低抑菌濃度均為128 μg·mL-1。該方法具有反應(yīng)條件溫和、操作簡(jiǎn)便、產(chǎn)物易分離等優(yōu)點(diǎn)。