水楊醛異煙酰腙的合成與生物活性測(cè)定

林紅衛(wèi)，　　王　玲，　　劉宇晴，　　石　妍

(懷化學(xué)院 化學(xué)與材料工程學(xué)院，湖南 懷化　418008)

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水楊醛異煙酰腙的合成與生物活性測(cè)定

林紅衛(wèi)，王玲，劉宇晴，石妍

(懷化學(xué)院 化學(xué)與材料工程學(xué)院，湖南 懷化418008)

摘要：用異煙肼與水楊醛進(jìn)行反應(yīng)，合成了水楊醛異煙酰腙，產(chǎn)品通過UV、IR進(jìn)行了表征；通過藥敏紙片實(shí)驗(yàn)以及MIC實(shí)驗(yàn)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了生物活性的測(cè)定.對(duì)大腸桿菌、奇異變形桿菌、金黃色葡萄球菌、白色鏈球菌四種菌進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，其中異煙肼縮水楊醛對(duì)奇異變形桿菌的抑菌效果明顯.在藥敏紙片實(shí)驗(yàn)中，抑菌直徑為11 mm，在MIC實(shí)驗(yàn)中測(cè)出最低抑菌濃度為1.8×10-4mol/L.

關(guān)鍵詞：異煙肼縮水楊醛Schiff堿；生物活性；最低抑菌濃度

Hugo Schiff在1864年首次報(bào)道了通過伯胺和羰基化合物發(fā)生縮合，生成具有甲亞胺基的產(chǎn)物R1(R2)C=NR3,R1,R2，R3可分別為烷基、H、環(huán)己基、芳香基或雜環(huán)，R1，R2，R3均可被各種基團(tuán)所取代)，后人稱之為希夫堿(Schiff base)[1].Schiff堿是一種分子中含有-C=N-基團(tuán)的一類重要的含氮有機(jī)配體，它通過醛或酮的羰基(>C=O)和伯胺、肼或者其衍生物的胺(-NH2)縮合反應(yīng)而得到[2].由于希夫堿的基本結(jié)構(gòu)中含C=N結(jié)構(gòu)，其雜化軌道上的N原子具有孤對(duì)電子，從而在應(yīng)用上獨(dú)具特色[2].希夫堿合成相對(duì)容易，可選擇各種胺類與不同的醛、酮進(jìn)行反應(yīng)，通過改變連接的取代基、改變給體原子的位置，衍生出各種性能不同與結(jié)構(gòu)多變的希夫堿.同時(shí)由于希夫堿有較強(qiáng)的配位能力，對(duì)配位化學(xué)發(fā)展起著非常重要作用.本節(jié)將分別從希夫堿在生物活性、催化活性、化學(xué)分析等方面的應(yīng)用進(jìn)行介紹.經(jīng)過國(guó)內(nèi)外學(xué)者多年的研究發(fā)現(xiàn)希夫堿具有抗癌、抗菌、抗腫瘤和抗病毒等的生理活性，其配合物因具有較強(qiáng)的脂溶性和細(xì)胞穿透性，所以它的抗菌譜廣、不易產(chǎn)生耐藥性[3]，擁有較好的醫(yī)藥價(jià)值.因此，希夫堿特殊的藥理作用越來越引起醫(yī)藥界的重視.水楊醛異煙酰腙是一種重要的Schiff堿，其分子式為：C13H11N3O2，結(jié)構(gòu)如圖1.

圖1　水楊醛異煙酰腙結(jié)構(gòu)式

本文研究了異煙肼與水楊醛的反應(yīng)，以無水乙醇為溶劑，合成了水楊醛異煙酰腙，并對(duì)水楊醛異煙酰腙的合成條件進(jìn)行了探索，確定了合成的優(yōu)化條件，并對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了UV、IR分析以及抗菌性的測(cè)定.其合成反應(yīng)如圖2.

圖2　水楊醛異煙酰腙合成反應(yīng)

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1試劑及儀器

試劑：異煙肼(AR，上海阿拉丁工業(yè)公司)，水楊醛(AR，上海阿拉丁工業(yè)公司)，DMF(AR，天津市富宇精細(xì)化工有限公司)，SODM(AR，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司).

儀器：真空干燥箱(DZ-1BC，天津市泰斯特儀器有限公司)，玻璃儀器氣流烘干器(EL204，鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司)，電子天平(KQ-B，梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司)，島津傅里葉變換紅外光度儀(IRPrestige-21，日本島津公司)，紫外分光光度計(jì)(UV-2450，日本島津公司)，熒光光譜儀(PDA-5500S，日本島津公司)，數(shù)字顯示顯微熔點(diǎn)測(cè)定儀(X-5，鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司).

1.2化合物的合成

稱取1.4356 g(約0.01 mol)異煙肼溶于50 mL無水乙醇中，將混合物轉(zhuǎn)移至250 mL三頸燒瓶中，逐漸滴加1.2 mL(約0.01 mol)水楊醛，再滴加5滴冰醋酸，在60 ℃下反應(yīng)0.5 h.反應(yīng)結(jié)束后，冷卻至室溫，抽慮，得到淺黃色晶體，粗產(chǎn)物用無水乙醇重結(jié)晶，真空干燥，得純品淺黃色晶體1.8360 g，收率為76.2%，熔點(diǎn)：233-234 ℃.

1.3水楊醛異煙酰腙的結(jié)構(gòu)表征

紅外光譜分析：將樣品與溴化鉀按質(zhì)量比為1∶200的混合物放入潔凈的瑪瑙研缽中，并在紅外干燥燈下均勻研磨.IR顯示，在3 182 cm-1處，有弱而尖的中等強(qiáng)度吸收峰，為ν-OH吸收;在3 078 cm-1處，有弱而尖的吸收峰，為ν-NH吸收,明顯發(fā)生了偏移，峰向低波數(shù)方向移動(dòng)，因?yàn)楫a(chǎn)物中羥基上的氧和氨基上的氮之間有氫鍵的緣故，導(dǎo)致吸收峰發(fā)生了移動(dòng).在1 681 cm-1處，有強(qiáng)而尖的吸收峰，為ν-C=O吸收;在1 651 cm-1處，有弱而尖的中等強(qiáng)度吸收峰，為ν-C=N吸收;在1 489～1 566 cm-1處，有強(qiáng)而尖的吸收峰，為ν-C=C吸收,為苯環(huán)骨架特征吸收峰.

紫外光譜分析：在1×10-5mol·L-1二甲基亞砜溶液中測(cè)定，以二甲基亞砜為參比，測(cè)定波長(zhǎng)為200～400 cm-1.其分析圖譜如圖3.

圖3　異煙肼縮水楊醛Schiff堿的紫外光譜

圖3顯示，產(chǎn)品在302 nm和334 nm左右處各有一吸收峰，該化合物在300 nm以上有高強(qiáng)度吸收，說明該化合物具有較大的共軛體系，說明該化合物中存在苯基與-C=N-的共軛.

1.4異煙肼縮水楊醛Schiff堿的生物活性測(cè)試

1.4.1藥敏紙片實(shí)驗(yàn)

1)將四種菌(革蘭氏陰性：大腸桿菌和奇異變形桿菌，革蘭氏陽性：金黃色葡萄球菌和白色鏈球菌)活化接種于LB平板，37 ℃培養(yǎng)16 h，然后挑取LB平板上的純培養(yǎng)菌落，懸于3 mL無菌生理鹽水中，以有黑字的白紙為背景，混勻后調(diào)整濁度與比濁管(0.5麥?zhǔn)蠁挝?相同，配置四種菌懸液.

2)用移液槍取0.2 mL菌液于平板中央位置，用玻璃涂棒涂勻，一個(gè)菌懸液對(duì)應(yīng)三個(gè)重復(fù).

3)待平板靜止5 min后，用無菌鑷子取已無菌的直徑為6 mm藥敏紙片，蘸取已滅菌的待測(cè)樣液2-3 s，在管壁上擠壓去掉多余藥液.將濾紙片置于培養(yǎng)基表面固定位置，每個(gè)培養(yǎng)基上有五處，中間處為對(duì)照組，其余四處間距相同.

4)將平板倒置培養(yǎng)，37 ℃孵育24 h后取出，用游標(biāo)卡尺測(cè)量抑菌圈直徑，從平板背面測(cè)量最接近的整數(shù)毫米數(shù)并記錄[4].

水楊醛異煙酰腙對(duì)四種菌產(chǎn)生的效果如表1.

表1　水楊醛異煙酰腙抑菌活性數(shù)據(jù)

水楊醛異煙酰腙對(duì)奇異變形桿菌的效果最明顯，抑菌直徑達(dá)到11 mm，數(shù)據(jù)如表2,選用奇異變形桿菌做MIC實(shí)驗(yàn).

1.4.2MIC實(shí)驗(yàn)步驟

1)取10支已滅菌的試管，從1-10依次編號(hào)，加入5 ml LB液體培養(yǎng)基.

2)在1號(hào)管內(nèi)加入5 ml已滅菌的藥液，用5 ml吸量管吸吹三次進(jìn)行充分混合，吸取5 ml加入至2號(hào)管，換一只吸量管吸吹三次進(jìn)行充分混合，重復(fù)上面的步驟，直到第9跟管，取一只吸量管吸吹三次后，棄去5 ml.10號(hào)管做處理，僅作對(duì)照.

3)在每根試管內(nèi)分別加入比濁度為0.5麥?zhǔn)媳葷釂挝坏木鷳乙?.5 ml，充分混勻后，置于試管架上，37℃培養(yǎng)24 h.最后記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，選第一只長(zhǎng)菌的試管的前一個(gè)試管濃度作為最低抑菌濃度(MIC)[5].

測(cè)試結(jié)果表明，該化合物有抗菌性，對(duì)于奇異變形桿菌的抑制效果最為明顯，在濃度大于等于1.80×10-4mol/L細(xì)菌就會(huì)停止生長(zhǎng)，但低于此值，又會(huì)繼續(xù)生長(zhǎng).

2結(jié)論

通過用水楊醛與異煙肼進(jìn)行反應(yīng)，以無水乙醇作為溶劑，順利合成了異煙肼縮水楊醛Schiff堿，收率為76.2%.通過UV、IR表征，并對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了生物活性的測(cè)定，其中異煙肼縮水楊醛Schiff堿對(duì)奇異變形桿菌的效果尤為明顯，此產(chǎn)品可能對(duì)泌尿系統(tǒng)類感染疾病有效果，可以進(jìn)一步研究.

參考文獻(xiàn)：

[1]仇曉陽.酰肼類希夫堿過渡金屬配合物的合成、結(jié)構(gòu)表征和生物活性的研究[D].蘭州：蘭州大學(xué),2007.

[2]趙強(qiáng).席夫堿配合物的合成、表征及抗菌性能研究[D].青島:山東科技大學(xué)，2011.

[3]李志有.酰腙希夫堿及其金屬配合物的合成和生物活性的研究[D].武漢:中南民族大學(xué),2013.

[4]劉勝貴,許方美,張?zhí)m蘭,等.植物提取物體外抑菌試驗(yàn)的方法研究[J].懷化學(xué)院學(xué)報(bào),2006(2):65-67.

[5]李東,杜連祥,路福平,等.納他霉素的抑菌譜及最小抑菌濃度[J].食品工業(yè)科技,2004(7):143-144.

Synthesis and Determination of Biological Activity of Isonicotinic Acid(2-hydroxy-benzylidene)-Hydrazide

LIN Hong-wei,WANG Ling,LIU Yu-qing,SHI Yan

(CollegeofChemicalandMaterialsEngineering，HuaihuaUniversity,Huaihua,Hunan418008)

Abstract：Isonicotinic acid(2-hydroxy-benzylidene)-hydrazide was synthesized by salicylaldehyde and isoniazid,and the synthetic conditions of isonicotinic acid(2-hydroxy-benzylidene)-hydrazide.The products were characterized by UV,IR;morever,it’s biological activity were characterized by drug susceptibility experiment and MIC experiements.From the results of the biological activity exerperiment of four bacteria:Escherichia coli,Proteus mirabilis,Staphylococcus aureus and Streptococcus albus,the Proteus mirabilis performaced the bestest bacteriostatic effects.In the drug susceptibility experiments,the diameter of Proteus mirabilis was 11 mm,and in the MIC experient,its minimum inhibition concentration was 1.8×10-4mol/L.

Key words：isonicotinic acid(2-hydroxy-benzylidene)-hydrazide；biological activity；minimum inhibitory concentration

收稿日期：2016-03-11

基金項(xiàng)目：湖南省大學(xué)生研究性創(chuàng)新項(xiàng)目“煙(異煙)酰腙西佛堿及其金屬配位化合物的合成與活性研究”.

作者簡(jiǎn)介：林紅衛(wèi)，1968年生，男，湖南雙峰人，教授，研究方向：有機(jī)化合物定量構(gòu)效關(guān)系.

中圖分類號(hào)：O621

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1671-9743(2016)05-0034-03