水楊醛縮5-氨基水楊酸Schiff 堿及其稀土配合物合成、表征和抑菌活性

李璐 溫永清 趙長玉(天津包鋼稀土研究院有限責任公司，天津 300300)

0 引言

現階段因為稀土配合物抑菌譜廣以及殺菌能力強的優(yōu)勢，將其作為殺菌與消炎藥物的研究效果較為顯著。據大量實驗證實，稀土金屬離子與Schiff 堿組合而成的稀土配合物具有一定的生物活性，能抑制細菌生長、抗病毒以及抗腫瘤，其生物活性比Schiff 堿化合物明顯較高。本文研發(fā)的水楊醛縮5-氨基水楊酸Schiff 堿及其稀土配合物合成，在以往文獻報導中未見，對其結構予以表征過程中，通過對測試技術摩爾電導、元素分析、1H-NMR 以及IR 等應用，對它們的抑菌活性進行初步考察，這對于獲取毒性更小、耐藥性更低以及抗菌性更強的藥物是非常有利的。

1 實驗部分

1.1 試劑和儀器

醋酸稀土鹽、無水乙醇、氨基水楊酸以及水楊醛等試劑均為分析純，這些實驗試劑主要依據相關規(guī)定配制；實驗儀器共選取了四種，包括瑞士生產的超導核磁共振儀BruckDRX300，美國生產的紅外光譜儀Varian640-FTIR，德國生產的元素分析儀VARIOEL 以及北京生產的數字顯示顯微熔點測定儀X-4；供試菌種：營養(yǎng)瓊脂以及標準菌株(變形桿菌、金黃色葡萄球菌、大腸桿菌)。

1.2 合成配體

將約3.0628 克的0.02mol 60mL 無水乙醇與PAS 加入到錐形瓶中，攪拌后混合均勻。再于錐形瓶中加入水楊醛0.02mol，進而形成大量橘紅色不定型沉淀，放在一處反應至半小時。過濾掉反應生成的沉淀，淋洗2 至3 次，可采用水乙醇執(zhí)行此操作，在30℃恒溫真空干燥箱中放置濾餅干燥至規(guī)定重量。用無水乙醇重結晶，獲得(HL)水楊醛縮氨基水楊酸配體熔點為184～186℃的橘紅色針狀結晶，75.2%為其產率。

1.3 合成配合物

在150mL 的圓底燒瓶中加入50mL 熱的無水乙醇與約為0.5144 克的0.002mol 的HL，攪拌溶解。再在20～30mL 的無水乙醇溶液中加入0.002mol 的醋酸鹽，使其充分溶解。在圓底燒瓶中滴入醋酸鹽乙醇溶液，圓底燒瓶中再滴加攪拌過程中，會有黃色沉淀物緩緩出現，然后攪拌持續(xù)3～5 小時，使其充分反應。溶液趁熱過濾，停止加熱回流，用熱的無水乙醇對沉淀物質洗滌3～5 次，保證每次量在10mL 左右。干燥的配合物純口在沉淀減壓真空干燥后可得到，62.0%為其產率。

1.4 測試抑菌性能

在營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基表面分別用取菌環(huán)連續(xù)劃線接種變形桿菌、金黃色葡萄球菌以及大腸桿菌，在37℃恒溫箱培養(yǎng)1440 分鐘備用。將浸過藥液的濾紙用，在無菌環(huán)境下，于培養(yǎng)基表面用鑷子夾取貼附，對濾紙片輕壓使其貼平。在此過程中要注意，需要培養(yǎng)三張皿貼在150cm 內，控制每張濾紙片距離要大于50mm，皿邊緣距離紙片中心要大于25mm。待完全處理好濾紙片后，于15 分鐘內在37℃恒溫箱內放置培養(yǎng)1440 分鐘，并同時實施空白實驗與平行實驗兩次，待1440 分鐘對抑菌圈直徑進行測量，得到其平均值，通過抑菌圈的大小可以量度配合物抑菌能力的大小。

2 結果與討論

2.1 測定配體及配合物摩爾電導率與元素分析

對配合物與配體的N、H、C 含量用元素分析儀予以測定過程中，可使用EDTA 配位滴定法對稀土含量進行測定。用電導率儀測定配置的10-4mol/L 樣品的25℃電導率。得到的結果顯示，對于計算值，元素分析測定值與其較為吻合，主要由水分子、兩個Schiff 堿配體以及一個中心金屬離子組成，即為[C28H20N2O8RE]·2H2O，配合物通過摩爾電導值表明，主要為非電解質化合物。在熱的無水乙醇、DMSO、DMF 中比較容易溶解氨基水楊酸Schiff 堿，不易在氯仿、環(huán)己烷、苯以及無水乙醚中溶解，在無水乙醇、無水甲醇中會出現微溶現象，在空氣中較為穩(wěn)定。而與其不同的是，稀土配合物易溶于DMSO 以及DMF中，在空氣中較為穩(wěn)定，在有機試劑無水乙醚、丙酮、無水乙醇以及無水甲酸中溶解較難。

2.2 紅外光譜

通過紅外光譜數據得知，配體及配合物，在3438cm-1處出現了Schiff 堿配體締合羥基吸收峰，在2800～3100cm-1處出現了分子內氫鍵的寬吸收峰，在1610cm-1處出現了Schiff 堿內的C=N 特征尖峰。因為分子內氫鍵的形成，Schiff 堿增強了體系的共軛作用，逐漸減弱了羧基C=O 雙鍵性質，C—O 鍵可以增加，具有部分雙鍵的性質。配體中不僅有羧基對稱伸縮振動νa(COO-)峰出現在1152cm-1處和不對稱伸縮振動νas(COO-)峰出現在1228cm-1處，還有C=O 特征峰出現在了1709cm-1處。配合物的紅外表征與配體相比，在3421.7 至3432.4cm-1處有寬而強的υO—H振動峰出現，說明配合物具有與金屬離子發(fā)生配位的水分子；而由于羧基對稱伸縮振動與不對稱伸縮振動差異性不大，證實其在配位過程中并沒有參與。

2.3 1H-NMR譜

δ5.95(s,1H, Ph-OH)在配體的1H-NMR 中為水楊醛上的—OH，沒有出現在配合物形成后，即表示與紅外數據分析結果相符，與金屬離子發(fā)生了配位；待形成配合物后，δ11.38(s,1H, Ph—OH)已逐漸向低場移動；待形成配合物白帶，δ6.92～7.85(m, 7H,Ph—H)因為苯環(huán)的大共軛體系的化學環(huán)境出現了轉變，導致其向低場位移；待形成配合物后，因為C=N 中氮原子參與配位，導致氮原子的電子云密度已經逐漸向低場移動；待形成配合物后，配體的δ12.58(s,1H,—COOH)為δ13.14(s,2H,—COOH)，導致其微微向市場移動。

2.4 抑菌活性

對抗菌藥物體外抑制細菌生長效力進行測定的實驗即為體外抑菌實驗，其主要是對藥物的抑菌性能進行評價。本研究對合成的鑭配合物抑菌效果進行初步考察過程中，開展了抑菌圈試驗，該試驗效果較為明顯且成本低廉、操作簡單。通過實驗證實：在變形桿菌、金黃色葡萄球菌惟及大腸桿菌中，PAS、Schiff 堿及其稀土配合物的抑菌活性較為顯著；隨著濃度的不斷增加，它們的抑菌活性也會增強；抑菌活性在形成的配合物中出現了明顯的增強，即對于氨基水楊酸的抑菌效果，Schiff 堿與先導物沒有太太差別，但形成配合物后，明顯增強了活性，表示配體與稀土元素間有協同作用。同時與重稀土配合相比，輕稀土的抑菌效果更好，在原子序數的增加下，逐漸降低了抑菌效果，表現最好的就是鑭配合物的抑菌效果。

3 結語

在無水乙醇中，氨基水楊酸和水楊醛合成了(HL)水楊醛縮5-氨基水楊酸Schiff 堿，并和醋酸稀土鹽融合為新的稀土配合物。對合成的Schiff 堿及其配合物開展抑菌活性測試得知，可以在不同程度上抑制所試細菌，且配合物活性增強較為明顯。在本研究中，作為篩選出低毒、高效的藥物，輕稀土配合物，有待進一步實施結核桿菌測試，從而提供有力的參考依據，促進藥物的研究。