光學純酰腙的合成及結構研究

由于酰腙希夫堿碳氮雙鍵存在順反異構，且酰胺鍵具有部分雙鍵性質，所以酰腙希夫堿化合物均有順反異構體，如圖1所示。

圖1 酰腙希夫堿的順反異構體

Lyubchova等[1]用X-Ray分析水楊醛-苯甲酰腙結構發現，E-式構型是唯一構型；Colonna等[2]用二維核磁譜研究水楊醛-苯甲酰腙在溶劑DMSO中的結構得到同樣結論，另外，水楊醛-苯甲酰腙作為配體與金屬形成配合物時也都是E-式構型[3～7]。這些結果表明E-式構型是酰腙化合物的穩定構型。圖2是幾種酰腙希夫堿化合物的結構式。

圖2 幾種酰腙希夫堿化合物的結構式

酰腙化合物Ⅰ是一種選擇性肌肉激動劑[8]。

化合物Ⅱ[9]和化合物Ⅲ[10]是一類雌激素相關孤核受體激動劑。雌激素相關孤核受體存在于人體基因組中，是脂肪代謝動態平衡的重要調節劑，可調節與腸內脂肪吸收、吃飽信號和動脈松弛有關的基因。因而雌激素相關孤核受體是治療代謝疾病如肥胖病、糖尿病、動脈硬化的靶標。

化合物Ⅳ是一種組織蛋白酶抑制劑[11]。

化合物Ⅴ[N-(4-t-Butylbenzoyl)-2-hydroxy-l-naphthaldehyde hydrazone]是羧肽酶A抑制劑。羧肽酶A可以催化蛋白水解，化合物Ⅴ也是一種潛在的HIV-1逆轉錄酶抑制劑，其萘環與羥基是必不可少的活性基團[12]。

化合物Ⅵ是一種有效的胰增血糖素(Glucagon)受體抑制劑[13]。胰增血糖素可以刺激肝糖分解和糖質新生，從而增加血糖濃度。

化合物Ⅶ是含雜環的雙酰腙，可以抑制激酶或磷酸酯酶的活性，精確有效地控制基因表達、細胞生長、代謝及免疫應答等，從而控制糖尿病、高血壓、傳染疾病和腫瘤疾病[14]。

為了尋找生物活性較強的酰腙化合物，作者以光學純的抗炎藥物萘普生為原料合成了一種光學純的酰腙，并用核磁共振氫譜對其結構進行了鑒定。

1 實驗

1.1 試劑與儀器

羧酸,甲醇,二氯亞砜,無水乙醚,碳酸氫鈉,乙醇,85%水合肼,乙酸乙酯,水楊醛,乙酸。

500 mL單口燒瓶,150 mL燒瓶，恒壓滴液漏斗,冷凝管,冰水浴,油浴。

1.2 合成路線(圖3)

圖3 酰腙希夫堿Ⅹ的合成路線

1.3 步驟

1.3.1 羧酸甲酯(Ⅷ)的合成

將100 mmol羧酸加入到500 mL單口燒瓶中，加250 mL甲醇攪拌溶解，冰水浴，用恒壓滴液漏斗向反應液中滴加1.5倍物質的量的二氯亞砜，滴畢，裝上冷凝管，油浴加熱回流4～5 h，蒸干，得油狀液體或固體。充分干燥后，溶入適量無水乙醚或二氯甲烷中，攪拌使其充分溶解，向有機溶劑中加入適量碳酸氫鈉水溶液萃取，濃縮有機相得油狀物質。

1.3.2 酰肼(Ⅸ)的合成

向150 mL燒瓶中加入0.05 mol化合物Ⅷ，加50 mL乙醇，溶解，再加入0.06 mol 85%水合肼，加熱回流2 h，濃縮，將剩余物倒入少量冷水中，攪拌產生大量白色固體，過濾，得固體產物；濾液用乙酸乙酯萃取，合并固體產物與萃取物，即得化合物Ⅸ，產率約85%。

1.3.3 酰腙(Ⅹ)的合成

在20 mL乙醇溶液中，加入5.0 mmol化合物Ⅸ和5.0 mmol水楊醛，以乙酸作催化劑，回流反應1 h，冷卻至室溫，產生白色固體，過濾，用冷乙醇洗產物，干燥，得無色固體，產率約80%。

2 結果與討論

2.1 酰腙化合物Ⅹ的性質及元素分析

2.2 酰腙化合物Ⅹ的核磁共振氫譜

1HNMR，CDCl3: 7.71(m, 2H,-C10H6), 7.19～6.81(m, 7H,-C10H6,-C6H3), 其它1HNMR數據見表1。1HNMR，DMSO:7.73(m, 2H,-C10H6), 7.46～6.81(m, 7H,-C10H6,-C6H3), 其它1HNMR數據見表1。

表1 酰腙希夫堿Ⅹ在不同溶劑中的核磁共振氫譜數據

由表1可看出，酰腙化合物Ⅹ順反異構體中，非活潑氫亦在核磁上顯示不同信號。1HNMR譜圖中有兩組信號，類似化合物羥基質子的文獻報道[15～19]，確定化合物Ⅹ在溶液狀態下出現了E和Z異構體(圖4)，從譜圖的信號可以分辨出各個質子的信號及積分值(質子編號與圖4一致)。

2.3 酰腙化合物Ⅹ的順反異構體

目前，有關水楊醛-苯甲酰腙在溶液狀態下的E-Z異構化現象[20]報道較少。本實驗中，酰腙化合物Ⅹ在溶劑CDCl3和DMSO中有順反異構現象，如圖4所示。

圖4 酰腙希夫堿化合物Ⅹ的順反異構體

由圖4可看出，在E異構體中，由于存在分子內氫鍵OH…N(imine)，所以-OH質子信號向低場位移；而在Z異構體中，由于存在分子內氫鍵NH…O(H)，所以-NH質子信號向低場位移。

固體狀態下，化合物Ⅹ全部以E異構體(圖5)存在，室溫下固體溶于CDCl3中,E異構體互變為Z異構體，一定時間內E-Z互變達到平衡E/Z比例約49∶51(表1)；當樣品溶于DMSO中，E/Z比例約70∶30。這表明，在溶液狀態下，存在E/Z構型互變平衡，在CDCl3中互變較快而在DMSO中互變較慢。原因可能是，一方面，DMSO的高粘度抑制了原有的E異構體轉變為Z異構體；另一方面，DMSO能作為氫鍵受體與化合物Ⅹ中-NH和-OH形成分子間氫鍵，使E異構體轉變為Z異構體更困難，從而也使N-H 和O-H質子信號在DMSO中明顯向低場位移，而其它質子信號在DMSO和CDCl3中則沒有明顯差別。但是用TLC無法分離得到兩種異構體，用高效液相色譜(λ=230 nm,v=1.0 mL ·min-1,T=30℃, M∶H=78∶22)也不能分離得到兩種異構體。

圖5 酰腙希夫堿化合物Ⅹ在固態下的反式異構體

3 結論

合成了一種未見報道的光學純酰腙化合物，用核磁共振氫譜研究了這種化合物在不同溶劑中的順反異構現象，并用不同氫鍵的形成解釋了這一現象。

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