單縮二氨基硫脲的微波合成及其抗菌活性*

楊學(xué)軍， 石治川， 趙志剛

(西南民族大學(xué) 化學(xué)與環(huán)境保護(hù)工程學(xué)院,四川 成都 610041)

研究表明，硫脲及其衍生物具有抗菌、抗病毒、抗腫瘤、抗瘧疾等廣泛的生物活性[1～4]。其中以雙縮二氨基硫脲或者取代氨基硫脲衍生物居多，單縮二氨基硫脲則少見(jiàn)報(bào)道[5，6]。因此設(shè)計(jì)合成新的單縮二氨基硫脲用于各種藥物開(kāi)發(fā)并且與其他硫脲衍生物進(jìn)行比較具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。

微波反應(yīng)是綠色合成方法之一[7，8]，本課題組[9，10]應(yīng)用微波技術(shù)合成硫脲衍生物的研究已經(jīng)取得了相當(dāng)?shù)倪M(jìn)展。

本文在微波輻射下，設(shè)計(jì)并合成了9個(gè)未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道的單縮二氨基硫脲化合物(1a～1i, Scheme 1),其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR， IR， ESI-MS和元素分析表征。初步生物活性測(cè)試結(jié)果表明，1對(duì)大腸桿菌具有較好的抑制作用。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1．1 儀器與試劑

X-4型數(shù)字顯示顯微熔點(diǎn)儀(溫度未校正);Varian INOVA-400 MHz型核磁共振儀(DMSO-d6作溶劑,TMS作內(nèi)標(biāo));PE 1700型傅立葉變換紅外光譜儀(KBr壓片);FINNIGAN-LCQ型質(zhì)譜儀；Carlo-Erba-1106型元素分析儀;北京祥鶴科技有限公司商用微波反應(yīng)器(XH-100A)。

所用試劑均為分析純。

Scheme1

1.2 合成

(1) 1,3-二氨基硫脲(2)的合成

在三頸瓶中加入80%水合肼80 mL和2-氯乙醇3 mL，冰浴冷卻，攪拌下緩慢滴加CS230 mL，滴畢，反應(yīng)3 h(有黃色固體生成);加入NaOH 3 g,于80 ℃反應(yīng)8 h。冷卻至室溫，抽濾，濾餅用水重結(jié)晶得無(wú)色針狀晶體2，收率84%， m.p.171 ℃～172 ℃(170 ℃～172 ℃[11])。

(2) 1的微波合成通法

在三頸瓶中加入水60 mL， 2 1.06 g(10 mmol)和幾滴醋酸，攪拌下緩慢加入取代芳香醛(3)(10 mmol)的乙醇溶液50 mL,置微波反應(yīng)器中，微波輻射(400 W)下回流反應(yīng)5 min～7 min。冷卻析晶，過(guò)濾，濾餅用乙醇重結(jié)晶得1。

(3) 1的常規(guī)合成通法

在三頸瓶中加入水60 mL， 2 1.06 g(10 mmol)，加熱使其完全溶解后再加幾滴醋酸，攪拌下緩慢加入3(10 mmol)的乙醇溶液50 mL,于80 ℃反應(yīng)6 h～7 h。冷卻析晶，過(guò)濾，濾餅用乙醇重結(jié)晶得1。

1的理化數(shù)據(jù),MS和元素分析結(jié)果見(jiàn)表1;1H NMR和IR數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

表 1 合成1的實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表 2 1的1H NMR和IR數(shù)據(jù)

續(xù)表2

2 結(jié)果與討論

2.1 微波反應(yīng)條件的選擇

表 3 微波反應(yīng)條件對(duì)合成1a的影響

a微波輻射5 min;b微波功率400 W;其余反應(yīng)條件同1.2(2)

以合成1a為例，考察了微波功率、輻射時(shí)間對(duì)產(chǎn)率的影響，結(jié)果見(jiàn)表3。從表3可以看出，在400 W下輻射5 min為較佳的反應(yīng)條件。

2.2 微波合成與常規(guī)合成的比較

1的微波合成與常規(guī)合成的結(jié)果比較見(jiàn)表4。由表4可見(jiàn)，與常規(guī)合成方法相比，微波合成具有以下優(yōu)點(diǎn)： (1)反應(yīng)速度增大60倍～72倍，極大的縮短了反應(yīng)時(shí)間； (2)產(chǎn)率得到較大提高(微波法87%～95%,常規(guī)法47%～62%)。因此微波合成是一種安全、快速、高效的合成單縮二氨基硫脲的好方法。

2.3 1的抗菌活性

采用體外活性測(cè)試，抑菌實(shí)驗(yàn)采用藥物紙片擴(kuò)散法，培養(yǎng)溫度37 ℃，培養(yǎng)時(shí)24 h，以抑菌圈直徑大小判斷抑菌效果。受試菌種為大腸桿菌、金色葡萄球菌和化膿性葡萄球菌。1的抗菌活性測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表5。從表5可以看出，1對(duì)大腸桿菌有一定的抑制作用，而對(duì)金色葡萄球菌基本抑菌效果一般，對(duì)化膿性葡萄球菌的抑菌效果很差，因此1具有選擇性抗菌活性。

表 4 微波與常規(guī)方法合成1的比較*

*微波反應(yīng)條件同1.2(2); 常規(guī)反應(yīng)條件同1.2(3)

表 5 1的抗菌活性測(cè)試結(jié)果*

*++: 強(qiáng), +: 中等, -: 弱或無(wú)； Ⅰ: 金色葡萄球菌, Ⅱ: 化膿性葡萄球菌, Ⅲ: 大腸桿菌

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