離子型有機錫羧酸酯化合物的合成及產(chǎn)物的抑菌活性

鐘桂云

（江門職業(yè)技術(shù)學院材料技術(shù)系，廣東江門529090）

有機錫羧酸酯是一類重要的有機錫化合物，被廣泛用作催化劑、PVC熱穩(wěn)定劑、殺菌劑及木材防腐劑等[1].Brown[2]首次發(fā)現(xiàn)Ph3SnOCCH3具有抑制小鼠腫瘤生長的作用，此后，有機錫羧酸酯的合成、分子結(jié)構(gòu)及生物活性等方面成為研究熱點.有成果表明[3-6]，有機錫羧酸酯的生物活性與錫原子上烴基的類型、數(shù)目以及羧酸配體密切相關，如三苯基錫羧酸酯具有高殺菌活性，而三環(huán)己基羧酸酯具有高殺螨活性.近年來研究發(fā)現(xiàn)，有機錫羧酸酯具有良好的抗癌活性，如美國國家癌癥研究所[7]測試了2000多種有機錫化合物的抗癌活性，發(fā)現(xiàn)50%的配合物具有抗P388白血病的活性，其中大部分是有機錫羧酸酯.研究者進一步通過擴展羧酸類型、改變烴基結(jié)構(gòu)等途徑，發(fā)現(xiàn)了很多新型結(jié)構(gòu)的有機錫羧酸酯.Atassi等[8]證明有機錫化合物的水溶性是影響其抗癌活性的一個重要因素；Gielen等[9]制備了類似于Carboplatin的二烴基錫羧酸酯，發(fā)現(xiàn)它們具有很好的抗MCF-7（乳腺癌）和抗WiDr（結(jié)腸癌）活性.但由于二烴基錫和三烴基錫的羧酸類化合物在水中或者乙醇-水中的溶解度較差，為此Tao等[10]又合成了許多具有較高水溶性的含極性基團（主要是含羥基和含O、N的基團）的有機錫羧酸類化合物.近年來，本課題組研究發(fā)現(xiàn)離子型有機錫化合物具有很高的抗癌活性[11-12]，而且在水中的溶解性也更好，因此可能會改善有機錫化合物在機體中的運輸，提高其生物活性.

本研究在前期離子型有機錫化合物研究的基礎上，將有機錫化合物三苯基氯化錫（Ph3SnCl）與丁二酸結(jié)合，得到離子型有機錫羧酸酯類化合物，并測定產(chǎn)物的抑菌活性.

1 實驗

1.1 試劑及儀器

丁二酸，分析純，由陜西省渭南市惠豐化學工業(yè)有限責任公司生產(chǎn)；三苯基氯化錫，優(yōu)級純，由合肥源億達化工有限公司生產(chǎn).

Vario EL型元素分析儀，由德國Elementar公司生產(chǎn)；FT-IR-Equinqx55型紅外光譜儀，KBr壓片，由德國Brucher公司生產(chǎn)；AC-P 200型核磁共振儀，由瑞士Bruker公司生產(chǎn)，CDCl3作溶劑.

1.2 產(chǎn)物合成

在錐形瓶中加入0.96g Ph3SnCl、30mL丙酮和0.30g丁二酸，攪拌混合.分別加入不同種類的有機胺，每種5mmol，立即產(chǎn)生白色沉淀.室溫攪拌5h，過濾，得到白色粉末狀固體.水洗，丙酮洗，烘干，用丙酮/乙醇重結(jié)晶，在冰箱中放置數(shù)天，析出白色晶體.合成路線如下：

（Ⅰ）三苯基丁二酸基錫化二乙基胺離子：產(chǎn)率52.1%.m.p.138～140℃；1HNMR（CDCl3）δ：1.28（t，J=7.3 Hz，6H），2.87（q，J=7.5Hz，4H），2.65（s，4H），7.27～7.50（br，9H），7.52～7.71（br，6H）.13C NMR（CDC13）δ：179.2，138.4，136.7，130.0，128.8，42.3，31.7，12.1.IR（KBr，v）：3 044，1584，1362，734，698，575，454.Anal.Calcd.for C26H31NO4Sn：C 57.80，H 5.78，N 2.59；Found：C 56.75，H 5.65，N 2.65.

（Ⅱ）三苯基丁二酸基錫化三乙基胺離子：產(chǎn)率54.2%.m.p.136～138℃；1H NMR（CDC13）δ：1.31（t，J=7.3 Hz，9H），2.98（q，J=7.5Hz，6H），2.61（s，4H），7.27～7.50（br，9H），7.52～7.71（br，6H）.13C NMR（CDC13）δ：178.9，138.3，136.7，129.9，128.8，42.5，32.8，12.2.IR （KBr，υ）：3 054，1580，1366，734，695，573，454.Anal.Calcd.for C28H35NO4Sn：C 59.17，H 6.20，N 2.46；Found C 59.25，H 6.45，N 2.65.

（Ⅲ）三苯基丁二酸基錫化三正丙基胺離子：產(chǎn)率58.4%.m.p.137～139℃；1H NMR（CDC13）δ：1.01（t，J=7.3 Hz，9H），1.62～1.80（m，6H），2.87（t，J=7.4Hz，6H），2.66（s，4H），7.24～7.52（br，9H），7.54～7.75（br，6H）.13C NMR （CDC13）δ：179.3，136.3，137.6，129.2，128.6，42.5，31.9，18.3，11.2.IR（KBr，υ）：3 043，1589，1364，735，696，567，457.Anal.Calcd.for C31H41NO4Sn：C 61.00， H 6.77，N 2.29；Found C 59.87，H 6.36，N 2.45.

（Ⅳ）三苯基丁二酸基錫化二異丙基胺離子：產(chǎn)率57.4%.m.p.136～138℃；1H NMR（CDC13）δ：1.18（d，J=7.3 Hz，12H），3.02～3.22（m，2H），2.67（s，4H），7.27～7.50（br，9H），7.52～7.71（br，6H）.13C NMR（CDC13）δ：178.3，137.4，136.5，129.0，127.6，42.3，31.8，19.3，11.0.IR（KBr，υ）：3 053，1589，1362，732，698，569，456.Anal.Calcd.for C28H35NO4Sn：C 59.17，H 6.20，N 2.46；Found C 58.85，H 6.33，N 2.35.

（Ⅴ）三苯基丁二酸基錫化三正丁基胺離子：產(chǎn)率62.1%.m.p.141～143 ℃；1H NMR（CDC13）δ：0.93（t，J=7.5Hz，9H），1.22～1.47（m，6H），1.42～1.79（m，6H），2.80（t，J=7.5Hz，6H），2.66（s，4H），7.14～7.52（br，9H），7.40～7.78（br，6H）.13C NMR（CDC13）δ：179.9，138.3，136.6，129.7，128.6，42.5，31.6，22.7，18.9，11.8.IR （KBr，υ）：2964，1578，1372，731，699，565，460.Anal.Calcd.for C34H47NO4Sn：C 62.58，H 7.26，N 2.14；Found C 62.67，H 7.34，N 2.29.

（Ⅵ）三苯基丁二酸基錫化二環(huán)己基胺離子：產(chǎn)率64.1%.m.p.180～182℃；1H NMR（CDC13）δ：1.23～2.97（m，20H），2.84（m，2H），2.64（s，4H），7.25～7.50（br，9H），7.40～7.78（br，6H）.13C NMR（CDC13）δ：176.5，141.5，136.7，135.7，128.3，45.6，39.8，31.6，30.5，28.6，26.6，8.6.IR（KBr，υ）：2940，1589，1378，734，698，555，447.Anal.Calcd.for C34H43NO4Sn：C 62.96，H 6.68，N 2.16；Found C 62.67，H 6.33，N 2.27.

1.3 殺菌活性

采用菌體生長速率測定法.供試菌分別為禾谷鐮孢菌（Fusarium graminearum）、番茄早疫病菌（Alternaria solani）、蘆筍莖枯病菌（Phomopsis asparagi）、蘋果輪紋病菌（Macrophoma kawatsukai）和花生褐斑病菌（Cercospora arachidicola Hoci）.

將10mg離子型有機錫羧酸酯溶解在適量丙酮內(nèi)，用含有 200μg/mL乳化劑的水溶液稀釋至500μg/mL.各吸取1mL藥液注入培養(yǎng)皿內(nèi)，再分別加入9mL培養(yǎng)基，搖勻后制成50μg/mL的含藥平板，以添加1mL滅菌水的平板作空白對照.用直徑4mm的打孔器沿菌絲外緣切取菌盤，移至含藥平板上，設3個重復.將培養(yǎng)皿放在（24±1）℃的恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)，48h后量取菌盤的擴展直徑，計算平均值，按照以下公式計算相對抑菌率：

2 結(jié)果與討論

2.1 配合物結(jié)構(gòu)的表征

2.1.1 紅外光譜分析（IR）

部分離子型有機錫羧酸酯化合物的紅外光譜圖如圖1所示.譜圖中447～460cm-1范圍內(nèi)的吸收峰歸屬為Sn—O的振動吸收峰，555～577cm-1范圍內(nèi)的吸收峰為Sn—C鍵的振動吸收峰[13].羰基的不對稱（）和對稱（）伸縮振動吸收頻率范圍分別為1578～1589cm-1和 1362～1378cm-1，二者的差值為 211～216cm-1.這說明羰基氧（C=O）與錫原子未發(fā)生配位[14].在 731～735cm-1和 695～699cm-1處可以觀察到2個較強的單取代苯環(huán)吸收峰.

圖1 離子型有機錫羧酸酯的紅外光譜分析圖Fig.1 FT-IR spectra of ionic organotin carboxylate

2.1.2 核磁共振分析（1H NMR）

部分化合物的1H NMR譜圖如圖2所示.化合物的1H NMR譜圖主要由3部分質(zhì)子組成：苯基質(zhì)子、二元羧酸上的CH2亞甲基質(zhì)子和胺上的質(zhì)子.苯基質(zhì)子分裂成2部分，即鄰位（α）質(zhì)子和對位、間位（β）質(zhì)子，其積分面積比近似為2∶3.二元羧酸上的CH2質(zhì)子表現(xiàn)為1個單峰，化學位移范圍為2.61～2.66.胺上質(zhì)子的化學位移處于正常位置.活潑的NH質(zhì)子在大多數(shù)情況下未在1H NMR譜中出現(xiàn).

圖2 離子型有機錫羧酸酯的1H NMR譜圖Fig.2 1H NMR spectra of ionic organotin carboxylate

2.2 抑菌活性

選用5種常見的農(nóng)作物病菌作為供試菌，檢驗本研究中合成的離子型有機錫羧酸酯化合物的抑菌活性，結(jié)果如表1所示.

表1 離子型有機錫羧酸酯的抑菌活性Tab.1 Antibacterial activity of ionic organotin carboxylate%

由表1可以看出，6種化合物對5種供試菌均有較好的抑菌效果，尤其是對蘆筍莖枯病菌和花生褐斑病菌，抑菌率達到100%；其次是蘋果輪紋病菌，除了三苯基丁二酸基錫化三正丙基胺離子外，其余5種化合物的抑菌率均為84.4%；對禾谷鐮孢菌和番茄早疫病菌的作用效果最差.6種化合物中，三苯基丁二酸基錫化三正丙基胺離子和三苯基丁二酸基錫化二異丙基胺離子的殺菌效果略低于其他4種化合物.

[1]GIELEN M，DAVIESA G，PANNELL K，et al.Tin chemistry：fundamentals，frontiers，and applications[M].Weinheim：John Wiley&Sons Inc，2008：413.

[2]BROWN M N.In tin-based antitumor drugs[M].Berlin：Spring Verlag，1990：69.

[3] TIAN L J，SUN Y X，LI H J，et al.Synthesis，characterization and biological activity of triorganotin 2-phenyl-1，2，3-triazole-4-carboxylates[J].J Inorg Biochem，2005，99（8）：1646-1652.

[4]HADJIKAKOU S K，HADJILIADIS N.Antiproliferative and antitumor activity of organotin compounds[J].Coord Chem Rev，2009，253（1/2）：235-249.

[5]TZIMOPOULOS D，SANIDAS I，VARVOGLI A C，et al.On the bioreactivity of triorganotin aminobenzoates.Investigation of trialkyl and triarylyltin（IV）esters of 3-amino and 4-aminobenzoic acids[J].J Inorg Biochem，2010，104（4）：423-430.

[6] SHANG X，MENG X，ALEGRIA E C，et al.Syntheses，molecular structures，electrochemical behavior，theoretical study，and antitumor activities of organotin（IV）complexes containing 1-（4-chlorophenyl）-1-cyclopentanecarboxylate ligands[J].Inorg Chem，2011，50（17）：8158-8167.

[7]GIELEN M，BOUALAM M B，MAHIEU B，et al.Crystal structure and in vitro antitumour activity of dibutylbis（5-chloro-2-hydroxybenzoate）tin（IV）[J].Appl Organomet Chem，1994，8（1）：19-23.

[8] ATASSI G.Antitumor and toxic effects of silicon，germanium，tin and lead compounds[J].Rev Si Ge Sn Pb Comp，1985，8（3）：219-235.

[9] GIELEN M，BIESEMANS M.Diorganotin difluorobenzoates：synthesis，spectroscopic characterization and in vitro antitumour activity.xray structure determination of bis[di-n-butyl（2，6-difluorobenzoate）tin]oxide[J].J Flourine Chem，1993，64（3）：279-291.

[10]TAO J X，XIAO W J，YANG Q C.Structural chemistry of organotin ferrocenecarboxylic esters II.the crystal structure of dibutyltin ferrocenecarboxylate oxide[J].J Organomet Chem，2001，531（1）：223-226.

[11]鐘桂云，劉清福，孫麗娟，等.混合三烴基鹵化錫二苯基環(huán)己基碘化錫和甲基二環(huán)己基氯化錫與巰基乙酸在有機胺存在下的反應產(chǎn)物及生物活性研究[J].有機化學，2011，31（5）：728-732.

[12]鐘桂云，孫麗娟.離子型有機錫化合物合成及其生物活性[J].應用化學，2011，28（4）：287-393.

[13]OKAWARA R，YASUDA K.Occurrence of dimeric trimethyltin hydroxide[J].J Organomet Chem，1964，1（3）：356-359.

[14]TIEKINK E R T.Structural chemistry of organotin carboxylates：a review of the crystallographic literature[J].Appl Organomet Chem，2004，5（1）：1-23.