丙酮縮二乙?；F二肼腙Schiff堿的合成及抑菌活性

劉玉婷， 田智杰, 尹大偉

(陜西科技大學(xué) 教育部輕化工助劑化學(xué)與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710021)

0 引言

Schiff堿是指由含有羰基和氨基的有機(jī)化合物縮合成含亞胺基(-CH=N-或-CR=N-)的一類化合物.近年來(lái)含二茂鐵Schiff堿及其金屬配合物的研究開始活躍，人們對(duì)這類化合物的合成、表征、結(jié)構(gòu)測(cè)定、熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)性質(zhì)及抗癌、抗炎、殺菌活性等進(jìn)行了大量的富有成效的研究[1-4].由于其結(jié)構(gòu)特征，在很多領(lǐng)域，特別是在藥學(xué)上的應(yīng)用尤為引人注目.這類化合物具有抗癌、抗病毒和抗菌的生物活性，顯示出了其藥用前景.而且含二茂鐵的二亞胺具有兩個(gè)氮配位原子，是一類重要的過(guò)渡金屬配體[5-8].因此合成及研究二茂鐵的二亞胺具有十分重要的意義.本文我們通過(guò)二乙?；F與水合肼反應(yīng)得到二乙?；F二肼腙，繼而將其與丙酮縮合合成了新型的含二茂鐵基的Schiff堿，并通過(guò)IR、1H NMR及元素分析對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了確證.

圖1 丙酮縮二乙?；F二肼腙Schiff 堿的合成路線

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 合成路線

合成路線如圖1.

1.2 儀器及試劑

熔點(diǎn)采用上海精密科學(xué)儀器有限公司X-4顯微熔點(diǎn)儀；IR譜用德國(guó)BRUKER公司VECTOR-22傅立葉紅外光譜儀(KBr壓片)測(cè)定；1H NMR譜用德國(guó)BRUKER公司ADVANCE Ⅲ 400 MHz核磁共振儀(以CDCl3為溶劑,以TMS為內(nèi)標(biāo))測(cè)定；元素分析用德國(guó)Elemeraor公司Vario EL Ⅲ有機(jī)元素分析儀測(cè)定.所有試劑均為市售分析純或化學(xué)純,使用前均按文獻(xiàn)方法[9]處理.二乙?；F按文獻(xiàn)[10]方法制備，產(chǎn)率89%，m.p.126～127 ℃(文獻(xiàn)值[10]127.5～128.5 ℃).

1.3 合成

1.3.1 二乙酰基二茂鐵二肼腙(1)的合成

在帶有回流冷凝管(接有干燥管)、滴液漏斗的三口燒瓶中，加入0.27 g(1 mmol)二乙?；F、20 mL乙醇及0.5 mL濃鹽酸，油浴加熱，在回流溫度下，緩慢滴加含2 mL水合肼的17 mL無(wú)水乙醇溶液.用薄層色譜監(jiān)測(cè)反應(yīng).反應(yīng)結(jié)束后，減壓蒸餾除去大部分溶劑，然后用2×20 mL CH2Cl2萃取，合并萃取液，減壓蒸餾得桔紅色固體0.24 g，產(chǎn)率：80.00%, m.p. 130～132℃.IR(KBr,ν/cm-1): 3 355, 3 208.1, 3 085.9, 1 643.3, 1 482.1, 1 126.8, 1 034.6, 833.9;1H NMR(400 MHz,CDCl3,δ): 4.21～4.70(m, 8H, FcH), 1.97(s, 6H, -CH3), 5.09(s, 4H, -NH2) 元素分析C14H18FeN4，實(shí)測(cè)值(理論值)/%：C 56.45(56.39); H6.13(6.08); N18.68(18.79).

1.3.2 丙酮縮二乙?；F二肼腙Schiff 堿(2)的合成

在帶有回流冷凝管(接有干燥管)、滴液漏斗的三口燒瓶中，依次加入0.30 g二乙?；F二肼腙、2 mL丙酮以及20 mL無(wú)水乙醇，油浴加熱回流.用薄層色譜監(jiān)測(cè)反應(yīng).待反應(yīng)結(jié)束后，趁熱濾掉不溶物，濾液減壓蒸餾得粘稠狀物質(zhì).用V苯∶V石油醚=1∶3為溶劑進(jìn)行重結(jié)晶，得紅色固體0.24 g，產(chǎn)率：63.16%, m.p. 142～143℃.IR(KBr,v/cm-1): 3 102.6, 1 668.1, 1 114.5, 1 035.9, 830.6, 475.3;1H NMR(400 MHz,CDCl3,δ): 4.29～4.98(m, 8H, FcH), 1.93(s, 6H, -N=C-CH3), 0.85, 1.24(s, 12H, -N=C(-CH3)2) 元素分析C20H26FeN4，實(shí)測(cè)值(理論值)/%：C 63.62(63.50); H7.02(6.93): N14.72(14.81).

1.4 抑菌活性測(cè)試

采用平板菌落計(jì)數(shù)法測(cè)定目標(biāo)產(chǎn)物Schiff 堿不同濃度的溶液對(duì)大腸桿菌(E.Coli)，金黃色葡萄球菌(S.Aureus)，枯草桿菌(B.Subtilis)的抑菌百分率.以V(無(wú)菌生理鹽水)∶V(DMSO)=3∶2為溶劑，分別配制Schiff 堿濃度為500μg/mL的培養(yǎng)液及相應(yīng)的l/2, 1/3, l/4倍的稀釋溶液進(jìn)行試驗(yàn).

2 結(jié)果與討論

2.1 二乙?；F二肼腙的合成研究

2.1.1 反應(yīng)物的摩爾比對(duì)合成的影響

在反應(yīng)中加入催化劑濃鹽酸0.5 mL，反應(yīng)采用油浴并且油浴的溫度保持在85 ℃，無(wú)水乙醇加入20 mL，只改變二乙?；F和水合肼的摩爾配比，研究反應(yīng)摩爾比對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)率的影響，結(jié)果見表1.

表1 反應(yīng)物摩爾比對(duì)產(chǎn)率的影響

由表1可以看出，隨著反應(yīng)物摩爾比的增加，產(chǎn)率增加，但增加到一定比例后產(chǎn)率反而下降，所以最適宜反應(yīng)物摩爾比為1∶3.5.

2.1.2 反應(yīng)時(shí)間對(duì)合成的影響

以物料雙乙?；F：水合肼的摩爾比為1∶3.5進(jìn)行投料，加入催化劑濃鹽酸為0.5 mL，反應(yīng)采用油浴并且油浴的溫度保持在85 ℃，無(wú)水乙醇加入20 mL，研究了反應(yīng)時(shí)間對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)率的影響，結(jié)果見表2.

表2 反應(yīng)時(shí)間對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)率的影響

由表2可以看出，當(dāng)反應(yīng)時(shí)間在8 h時(shí)產(chǎn)率最高.

2.2 丙酮縮二乙?；F二肼腙Schiff 堿的波譜特征

圖2 丙酮縮雙乙?；F雙肼腙Schiff 堿(3a)紅外光譜圖

丙酮縮二乙?；F二肼腙Schiff 堿的IR譜圖見圖2.由IR數(shù)據(jù)可知，丙酮縮二乙?；F二肼腙Schiff 堿在1 668.1 cm-1處為C=N的伸縮振動(dòng)吸收峰，與二乙?；F二肼腙(1 643.3 cm-1)相比發(fā)生了位移，以及在3 355.4 cm-1， 3 208.1 cm-1為-NH2的對(duì)稱伸縮振動(dòng)吸收峰消失了，說(shuō)明生成了新Schiff 堿.3 050 cm-1， 1 110 cm-1，830 cm-1，480 cm-1左右分別為二茂鐵的μC-H,δC-H, πC-H,gFc-C的特征吸收峰，與雙乙酰基二茂鐵的特征吸收峰沒(méi)有太多差別，說(shuō)明反應(yīng)沒(méi)有發(fā)生在二茂鐵上.

圖3 丙酮縮雙乙?；F雙肼腙Schiff 堿1H NMR圖

丙酮縮二乙?；F二肼腙Schiff 堿1H NMR譜圖見圖3，通過(guò)1H NMR數(shù)據(jù)分析表明，在4.29～4.98 ppm處丙酮縮二乙?；F二肼腙Schiff 堿出現(xiàn)了雙取代環(huán)戊二烯基的8個(gè)質(zhì)子化學(xué)位移，1.90～1.93 ppm處出現(xiàn)的是C=N基團(tuán)上甲基上的質(zhì)子位移，而二乙酰基二茂鐵二肼腙中5.09 ppm處出現(xiàn)的-NH2質(zhì)子位移在目標(biāo)產(chǎn)物中都消失了，以及目標(biāo)產(chǎn)物在0.85 ppm, 1.24 ppm中出現(xiàn)了-N=C(-CH3)2質(zhì)子位移，說(shuō)明二乙?；F二肼腙已經(jīng)反應(yīng)生成了目標(biāo)產(chǎn)物.

2.3 抑菌活性

二乙酰基二茂鐵二肼腙及其丙酮Schiff 堿對(duì)對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和枯草桿菌的抑菌活性實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3.

表3 化合物的抑菌活性(抑菌百分率，%)

從表3可知，二乙酰基二茂鐵二肼腙及其丙酮Schiff 堿均有明顯的抑菌活性，與二乙?；F二肼腙相比，丙酮縮二乙酰基二茂鐵二肼腙Schiff 堿的抑菌活性更高.

3 結(jié)論

本文以二乙?；F和水合肼反應(yīng)，得到二乙酰基二茂鐵二肼腙，再將其與丙酮反應(yīng)，得到目標(biāo)產(chǎn)物丙酮縮二乙?；F二肼腙Schiff 堿.討論了合成二乙?；F二肼腙的最佳條件(二乙酰基二茂鐵與水合肼的摩爾比為1∶3.5；反應(yīng)溫度85℃，反應(yīng)時(shí)間8 h, 產(chǎn)率可達(dá)88%)及目標(biāo)產(chǎn)物的波譜特征.初步抑菌活性試驗(yàn)表明，丙酮縮二乙酰基二茂鐵二肼腙Schiff 堿對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌及枯草桿菌都有較好的抑菌活性.

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