香草醛葡萄糖苷希夫堿衍生物Ⅳ的合成與結(jié)構(gòu)表征

王建華，郭小宇，渠 弼

香草醛(Vanillin，p-OH-o-℃H3-ph-CHO)是一種重要的天然產(chǎn)物，主要存在于天然植物香草和桉樹葉中［1］，屬于芳香醛類化合物。香草醛具有抑制中樞神經(jīng)的作用，可用于鎮(zhèn)靜、抗驚厥、抗癲、治療神經(jīng)性頭疼等癥［2-3］。希夫堿 (Schiff base)是具有抗炎、殺菌作用的亞胺類化合物。早在1966年，研究者就發(fā)現(xiàn)了希夫堿及其金屬配合物具有抗癌活性［4-5］，但當(dāng)其濃度增大至可顯示生物活性時(shí)，由于香味的原因而難以使用。香草醛轉(zhuǎn)變?yōu)槠淦咸烟擒铡咸烟窍悴萑┖?，無揮發(fā)性，沒有香味，水溶性好，而且體內(nèi)和體外實(shí)驗(yàn)測(cè)定顯示，其生物活性作用并沒有改變［6］。本研究首先合成葡萄糖苷鍵的香草醛，此化合物再與不同的芳香胺或脂肪胺反應(yīng)合成相應(yīng)的希夫堿。依據(jù)藥物拼合原理，將香草醛進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造和修飾［7］，合成含有香草醛結(jié)構(gòu)的一系列希夫堿，以研究更有利于細(xì)胞吸收、療效更好、毒性更低且兼具二者活性的藥物。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器及試劑 Kofer顯微熔點(diǎn)測(cè)定儀表;Perkin-Elmer-2400型元素分析儀;IR-440型紅外光譜儀(日本島津公司，KBr壓片);Bruker Avance 3001HNMR核磁共振儀(以MeOD為溶劑，TMS為內(nèi)標(biāo));Waters Q-Tof micromass質(zhì)譜儀(電噴霧離子化，正離子方式檢測(cè)，Capillary:3 000 V)。所用試劑香草醛、對(duì)氯苯胺等均為分析純或化學(xué)純。

1.2 合成部分

1.2.1 母體化合物的合成 ①溴代四乙酰葡萄糖(I1)的合成［8-9］:在500 mL圓底燒瓶中，投入 40 mL醋酐和0.24 mL高氯酸，混合均勻。緩緩加入10 g葡萄糖(冰鹽浴)反應(yīng)30 min，溫度控制在40℃以下。加入3 g紅磷，緩緩加入液溴18 g(約6 mL，比重3.14)和水3.6 mL，溫度控制在20℃以下，用電動(dòng)攪拌器反應(yīng)3 h。加入30 mL氯仿，將混合液倒入80 mL冰水中，分取氯仿層，過濾。用等體積冰水洗滌2次，水層用氯仿洗2次，合并氯仿，以Na2CO3洗去痕量酸性物質(zhì)至pH=6。加CaCl2適量及少許Na2CO3和0.5 g活性碳，于室溫輕攪0.5 h，過濾，于60℃下減壓蒸去氯仿，殘留物加入等體積無水乙醚溶解。于冰箱中放置過夜，即析出白色晶體，過濾，得產(chǎn)品12.5 g，產(chǎn)率56.96%，熔點(diǎn)(mp):83～85℃(文獻(xiàn):84℃)。

②四乙酰葡萄糖香草醛苷(2-甲氧基-4-甲酰苯基-2'，3'，4'，6'-四-O-乙酰-β-D-吡喃葡萄糖苷)的合成(I2):取溴代四乙酰葡萄糖(I1)12.5 g(約30 mmol)溶于80 mL丙酮中，另取香草醛10.6 g溶于10.1 mL 26%NaOH溶液中。將兩種溶液混合，電動(dòng)攪拌器攪拌，室溫反應(yīng)12 h。反應(yīng)畢，于水浴上減壓蒸去丙酮，冷卻后析出黃色油狀物，傾去水層，水洗油狀物，直至變?yōu)榈S色飴糖狀軟塊，干燥后用無水乙醇適當(dāng)加熱溶解，放置冰箱中冷卻，析出無色針晶，過濾，得產(chǎn)品3.8 g，產(chǎn)率26.24%。mp:143～145 ℃(文獻(xiàn)145～146 ℃)［6］。

1.2.2 目標(biāo)化合物的合成 香草醛葡萄糖苷Schiff堿化合物Ⅳ的合成:取(I2)0.4 g(約0.75 mol)與50 mL無水乙醇混合，通過回流滴下1 mmol對(duì)氯苯胺的無水乙醇溶液50 mL于上述混合液中，3 h滴完。繼續(xù)回流2 h，同時(shí)用磁力攪拌器攪拌，溫度控制在50～60℃?；亓鹘Y(jié)束后，蒸出部分溶劑，冷卻，過濾，真空干燥，用無水乙醇重結(jié)晶。合成反應(yīng)式見圖1。

圖1 目標(biāo)化合物Ⅳ的合成反應(yīng)式(R為p-Cl-ph)

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

成功合成了目標(biāo)化合物Ⅳ。通過元素分析，IR、1HNMR、MS結(jié)構(gòu)表征對(duì)合成的化合物進(jìn)行驗(yàn)證，與預(yù)期結(jié)果一致。見圖1的產(chǎn)物結(jié)構(gòu)式。

2.1 目標(biāo)化合物Ⅳ的表征數(shù)據(jù) 化合物:乳白色針狀結(jié)晶，mp:120～122℃?？扇苡跓岬臒o水乙醇溶液，易溶于丙酮，難溶于水。熔點(diǎn)、產(chǎn)率、元素分析見表1。

表1 化合物(Ⅳ)的熔點(diǎn)、產(chǎn)率及元素分析

2.2 其他表征數(shù)據(jù)分析

2.2.1 IR 對(duì)照母體化合物I2和化合物Ⅳ的紅外光譜，可看出母體化合物的醛基已經(jīng)反應(yīng)生成目標(biāo)化合物中的亞胺基。母體化合物紅外圖譜中，1 690 cm-1(S)處有醛上羰基特征吸收峰，1 757 cm-1(S)處有乙?；萧驶膹?qiáng)吸收峰。I2的紅外圖譜中，在2 847、2 724 cm-1出現(xiàn)雙峰，是醛基碳?xì)涞纳炜s振動(dòng)vC-H與其彎曲振動(dòng)δC-H的倍頻發(fā)生費(fèi)米共振引起的，該雙峰強(qiáng)度不大，但對(duì)確認(rèn)醛很有價(jià)值，由此可知其是醛類化合物。而Ⅳ的紅外圖譜中這兩個(gè)峰的信號(hào)消失，1 623 cm-1處為C=N吸收峰。1 590、1 508 cm-1處的吸收峰為苯環(huán)的骨架振動(dòng)，1 224 cm-1處甲氧基的強(qiáng)吸收峰825 cm-1處的吸收峰為苯環(huán)的1，4二取代的面外彎曲振動(dòng)，604 cm-1為苯環(huán)上C-H伸縮振動(dòng)的強(qiáng)吸收峰。見表2。

表2 目標(biāo)化合物(Ⅳ)的紅外(IR)光譜數(shù)據(jù)

2.2.21HNMR 2.02(3H，s)、2.06(9H，s)為糖鏈乙酰基上12個(gè)質(zhì)子的信號(hào);3.91(3H，s)為苯環(huán)上甲氧基質(zhì)子的信號(hào);4.20(1H，t)、4.31(1H，d)、4.33(1H，q)、5.14(1H，d)、5.23(1H，t)、5.37(1H，t)、5.40(1H，t)為糖鏈碳上7個(gè)質(zhì)子的信號(hào)。7.19(2H，d，J=8.76 Hz)、7.25(1H，d，J=8.28 Hz)、7.43(1H，d，J=8.28Hz)、7.54(2H，d，J=8.79Hz)、7.66(1H，s)為苯環(huán)上7個(gè)質(zhì)子信號(hào);8.50(1H，s)為亞胺上的質(zhì)子信號(hào);3.32及4.89均為溶劑峰，分別是MeOD中未被完全氘代的甲基峰和其中的水峰。

2.2.3 MS Ⅳ分子量 M=591.5(按12C，16O，14N，35.5Cl計(jì)算)，在其MS圖中，質(zhì)量最高峰為613.9和615.9，減去TOF環(huán)境下 Na+的質(zhì)量23，正好等于Ⅳ的分子量。質(zhì)荷比m/z 591.9、593.9顯然是該化合物溴的同位素(35Cl和37Cl)的分子離子峰。碎片離子峰534.9與Ⅳ失去1個(gè)碎片CH3COO-的數(shù)值恰好吻合。見表3。

3 討論

在溴代四乙酰葡萄糖的合成中，由于紅磷的可燃性，要小心加入。液溴要緩慢滴加，加入速度快會(huì)使溫度難以控制，產(chǎn)物也會(huì)部分碳化。在反應(yīng)過程中，有時(shí)由于生成物在冰浴的條件下過于粘稠使攪拌停止，此時(shí)需要暫時(shí)撤去冰浴，暫時(shí)停加反應(yīng)物使攪拌子恢復(fù)攪拌。在合成中間體(I2)的過程中，水洗黃色油狀物時(shí)多洗幾次更好結(jié)晶。

表3 化合物(Ⅳ)的質(zhì)譜(MS)數(shù)據(jù)

目標(biāo)化合物的合成過程中，有的產(chǎn)物不穩(wěn)定，在重結(jié)晶過程中可能水解，故用無水乙醇重結(jié)晶時(shí)溶劑要預(yù)先無水處理［10］。原料結(jié)構(gòu)中取代基的位置可能是造成產(chǎn)物不穩(wěn)定的主要原因(嘗試鄰溴苯胺希夫堿的合成沒有成功)。另外，在回收溶劑時(shí)需減壓蒸餾，以便溶劑在低溫下即蒸出。

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