鄰香草醛縮4-氯鄰氨基苯酚Schiff堿正丁基錫配合物的合成、晶體結構及生物活性研究

譚宇星，張志堅，姚紀源，蔣伍玖，庾江喜，朱小明，馮泳蘭，鄺代治

(1.功能金屬有機材料湖南省普通高等學校重點實驗室，湖南 衡陽 421008；2.衡陽師范學院 化學與材料科學學院，湖南 衡陽 421008)

鄰香草醛縮4-氯鄰氨基苯酚Schiff堿正丁基錫配合物的合成、晶體結構及生物活性研究

譚宇星1,2，張志堅2，姚紀源2，蔣伍玖1,2，庾江喜1,2，朱小明1,2，馮泳蘭1,2，鄺代治1,2

(1.功能金屬有機材料湖南省普通高等學校重點實驗室，湖南 衡陽 421008；2.衡陽師范學院 化學與材料科學學院，湖南 衡陽 421008)

利用鄰香草醛縮4-氯鄰氨基苯酚Schiff堿(H2L)和正丁基三氯化錫反應，合成了一個Schiff堿正丁基錫配合物(C1)，通過元素分析、FT-IR、1H NMR、13C NMR以及X-射線單晶衍射對合成的有機錫Schiff堿配合物C1進行了表征。研究了配合物(C1)的紫外可見光譜，并且運用MTT方法，研究了該有機錫Schiff堿配合物對癌細胞的體外抑制活性，研究的結果顯示，該有機錫Schiff堿配合物C1對MCF7、NCI-H460的抑制活性相比卡鉑要更優越，因而可以考慮經過化學優化后，作為抗癌藥物的備選化合物。

有機錫(IV)配合物；Schiff堿；合成；晶體結構；生物活性

0 引 言

Schiff堿是一類含有C=N鍵的有機化合物[1]，它能靈活地利用各種不同羰基化合物與不同的氨基化合物反應，并可以合成得到結構新穎、有著許多的優異性能的Schiff堿配體；同時這些Schiff堿配體能夠與元素周期表中許多的金屬離子絡合成穩定性差異較大的配合物[2-3]，眾多的Schiff堿本身的抗癌活性是較好的，當它與其他金屬絡合形成配位化合物以后，抗癌活性通常都會有所增強[4-5]。有機錫自發現其具有良好的抗癌活性以來，已經成為了一類極具研究價值的金屬有機化合物。近幾十年，人們研究發現有機錫配合物具有更為優越的抗癌以及殺菌活性，因而得到了廣泛的關注[6-7]。因此，為了研究Schiff堿與有機錫發生配位后對其抗癌活性的影響，本文制得了一個未見文獻報道的Schiff堿正丁基錫配合物(C1)，利用多種表征手段對合成的有機錫Schiff堿配合物進行了表征，并且運用MTT方法，研究了該配合物對癌細胞MCF7、Hela、NCI-H460、HepG2、Colo205的體外抗癌活性。

1 實驗部分

1.1 儀器和試劑

Prestige-21紅外光譜儀，日本Shimadzu公司； AVANCE-400核磁共振儀，德國布魯克；PE-2400(II)元素分析儀，珀金埃爾默公司； SMART APEX II CCD單晶衍射儀，德國布魯克； UV-2550型號的紫外可見分光光度儀，Shimadzu公司；TG203熱重分析儀，德國耐馳公司。

配體(H2L)合成方法參考文獻方法[8]，其他試劑均為分析純。

1.2 合成

圖1 配合物C1的合成線路圖

將0.282 g (1 mmol) 丁基三氯化錫和0.277 g (1 mmol) 鄰香草醛縮4-氯鄰氨基酚Schiff堿裝入50 mL圓底燒瓶中后，向其中加入無水甲醇25 mL，攪拌，加熱回流，反應8小時后，停止加熱，冷卻至室溫，過濾，減壓蒸除溶劑，固體使用甲醇進行重結晶，最后得到棕黃色的透明晶體0.296 g，產率61 %。m.p.: 138～140 ℃。元素分析(C19H23Cl2NO4Sn)：實測值(計算值, %)：C 43.89 (43.97); H 4.55 (4.47); N 2.72 (2.70)。FT-IR (KBr, ν/cm-1): 3 463, 3 055, 2 960, 2 932, 2 857, 1 603, 1 586, 1 222, 680, 569, 535。UV-vis (DMSO), λmax(nm): 316, 435。1H NMR (DMSO-d6, 400MHz, δ/ppm): 9.17 (s, 1H), 7.93 (s, 1H), 7.23 (d, J= 7.6 Hz, 1H), 7.18 (d, J= 9.1 Hz, 1H), 7.11 (d, J= 7.6 Hz, 1H), 6.80 (m, 2H), 3.78 (s, 3H), 1.74-1.76 (m, 2H), 1.44-1.54 (m, 4H), 0.94 (m, J = 7.3 Hz, 3H)。13C NMR (DMSO-d6, 100 MHz, δ/ppm): 160.97, 158.51, 154.75, 151.09, 130.73, 128.76, 127.24, 120.10, 119.23, 118.13, 117.61, 116.44, 115.71, 56.04, 48.46, 27.55, 26.95, 25.18, 13.53。

1.3 晶體結構測定

MoKα射線(λ=0.071073 nm)經過石墨單色器單色化后，采用掃描方式為φ～ω收集衍射的數據。所有數據吸收校正方式為Multi-scan；使用直接法解析結構數據，所有的非氫原子坐標通過傅里葉合成確定，配位甲醇羥基氫原子坐標為傅里葉合成確定，其他所有氫原子坐標均通過理論加氫法確定，所有非氫原子使用各向異性(氫原子采用各向同性)熱參數進行全矩陣最小二乘法修正，所有結構的分析工作全部在微型電子計算機上采用SHELX-97軟件包系統[9]完成。配合物C1的晶體學數據可參見表1。CCDC：1478448。

表1 配合物C1的晶體學數據

1.4 紫外光譜測定

用DMSO配制1×10-5mol/L的Schiff堿正丁基錫配合物溶液，在270～600 nm范圍內掃描其紫外吸收光譜。

2 結果與討論

2.1 譜學表征

在配合物的紅外圖譜中，3 463 cm-1處產生的寬吸收帶可以將其歸屬到分子中配位甲醇O-H鍵的伸縮振動[10]；1 603，1 586 cm-1處產生的吸收帶可歸屬為配體C=N鍵的振動吸收峰，1 222 cm-1處吸收可歸屬到C-O鍵的振動吸收，2 960，2 932，2 857 cm-1處產生的中等強度吸收帶可以歸屬到配合物C1中丁基C-H鍵特征吸收峰，觀察圖譜的低頻區域，可以發現535 cm-1，569 cm-1，680 cm-1的振動吸收帶，這些可以分別歸屬到配合物C1中的Sn-C鍵、Sn-N鍵以及Sn-O鍵的特征振動吸收峰，這些吸收帶的出現同時可以證明Schiff堿有機錫配合物的生成[11]。

在1H NMR譜中，配合物的理論推測結構質子數與相對應的化合物中各組氫的積分的峰面積相對吻合；出現在9.17 ppm處的單峰可以將其歸屬為配合物的配位甲醇羥基上氫質子吸收峰，配合物苯環的氫質子對應的吸收峰出現在6.78～7.93 ppm，丁基質子吸收峰出現在0.92～1.78 ppm處，3.78 ppm處的單峰為甲氧基上氫質子吸收峰。在13C NMR譜中，配合物中芳環上碳原子吸收峰出現在160.97，158.51，154.75，151.09，130.73，128.76，127.24，120.10，119.23，118.13，117.61，116.44，115.71 ppm，丁基碳原子吸收峰在27.55，26.95，25.18,13.53 ppm，甲氧基碳吸收峰出現在56.04 ppm處，甲醇甲基碳吸收峰出現在48.46 ppm處。配合物碳譜中的理論推測結構碳原子數與各組峰相對應并且吻合[12]，核磁共振譜可以證明有機錫配合物的形成。

2.2 晶體結構

配合物C1的鍵長、鍵角數據列于表2，圖2為分子結構圖。由圖可知，合成的有機錫Schiff堿配合物為單錫核分子，中心錫原子除與一個丁基、一個氯原子和一個配位甲醇分子連接外，還與Schiff堿配體上的兩個酚氧原子及一個氮原子發生配位，形成六配位畸變八面體構型。

來自Schiff堿配體的2個氧原子(O1、O2)、一個氮原子(N1)，以及丁基碳原子(C14)占據了八面體的赤道平面，氯原子Cl2、配位甲醇氧原子O4則占據了軸向位置；在赤道平面上， Sn1原子與氮、氧原子形成的鍵角為：O2-Sn1-N1: 76.9(3)°、O1-Sn1-N1:85.1(3)°、O1-Sn1-C14:98.0(6)°、O2-Sn1-C14:97.7(6)°，角度均較大程度地偏離90°；同樣以錫原子為中心的赤道平面的其他4個原子與Sn1原子形成的鍵長也有著明顯的不同，差值范圍為：0.006 5～0.015 nm。赤道平面4個原子與軸向位置Cl2、O4角度為：O1-Sn1-Cl2: 95.9(3)°、C14-Sn1-Cl2: 101.4(6)°、O2-Sn1-Cl2: 96.1(2)°、N1-Sn1-Cl2: 87.9(2)°、O1-Sn1-O4: 82.4(3)°、C14-Sn1-O4: 89.5(6)°、O2-Sn1-O4: 82.3(3)°、N1-Sn1-O4: 81.2(3)°，這些鍵角都與90°存在著一定的偏差；兩個軸向原子Cl2、O4與中心Sn1原子的鍵角O4-Sn1-Cl2為: 169.1(2)°，也與180.0°存在著較大偏差。因此，可以歸納出中心錫原子和與其配位的原子之間形成了畸變的八面體構型。

與此同時，在C1中，Sn1-N1的鍵長為0.218 6(8)nm，Sn1-Cl2的鍵長為0.241 8(3)nm，Sn1-O4的鍵長為0.230 4(9)nm，均與文獻[8]報道相近。

圖2 配合物C1的分子結構圖

2.3 紫外光譜性質研究

圖3 配合物C1的紫外光譜圖

圖3為配合物C1的DMSO溶液的紫外吸收光譜，由圖可知，配合物C1在316 nm和435 nm處存在著較強的吸收。在316 nm處的有吸收是由鄰香草醛縮4-氯鄰氨基酚Schiff堿配體上的兩個苯環和C=N鍵構成的大的共軛體系產生π-π*躍遷而導致[13]；有機錫Schiff堿配合物在435 nm處的吸收可以解釋為電子從配體向Sn原子轉移，產生LMCT躍遷而導致[14]。

2.4 體外抗癌活性研究

表3列出了配體和配合物對體外培養5種癌細胞的抑制活性。表3的數據可以發現，配體Schiff堿本身對癌細胞并沒有明顯的抑制作用；而在有機錫與Schiff堿結合形成配合物之后，配合物對MCF7、Hela、NCI-H460、HepG2、Colo205存在著明顯的抑制作用，因此配合物的活性是強于配體的；此外，配合物與現有金屬類抗癌藥物卡鉑對比也可以發現配合物C1對MCF7和NCI-H460的抑制作用要強于卡鉑，因而可以考慮經過化學優化后，將配合物C1作為抗癌藥物的備選化合物。

表3 配合物及配體對癌細胞的體外抑制活性

3 結 論

合成的正丁基錫Schiff堿配合物C1的中心Sn原子呈現六配位的畸變八面體構型；體外抗癌測試表明，配合物C1對MCF7、Hela、NCI-H460、HepG2、Colo205存在著明顯的抑制作用，且對MCF7和NCI-H460的抑制作用要強于卡鉑，因而可以考慮經過化學優化后，將配合物C1作為抗癌藥物的備選化合物。

[1] 解慶范，盧慧強，游興英，等. 2-氨甲基吡啶縮5-溴水楊醛席夫堿配合物的合成、表征與抗氧化作用[J]. 化學研究，2015，26(1): 35-38.

[2] 張華，張錦勝，洪敏. 4種氨基酸Schiff堿鉻(Ⅲ)配合物的合成與表征[J]. 化學試劑，2009，31(4): 283-284，302.

[3] 徐鎖平，馮莉. 3,5-二碘水楊醛縮苯胺合鋅(Ⅱ)配合物的微波固相合成、結構及表征[J]. 人工晶體學報，2012，41(5): 1468-1471，1477.

[4] 陳建華，李常勝，李習俊. N-(2-羥基萘甲醛)甘氨酸希夫堿及其銅(Ⅱ)、鎳(Ⅱ)配合物的合成、表征和抗癌活性[J]. 中國藥物化學雜志，1995，5(3): 192-195.

[5] CHANG H Q，JIA L，XU J，et al. Syntheses，crystal structures，anticancer activities of three reduce Schiff base ligand based transition metal complexes[J]. Journal of Molecular Structure，2016，1106: 366-372.

[6] 彭俊，蘇懷德. 有機錫化合物抗腫瘤生物活性研究[J]. 藥學學報，1994，29(6) :406-411.

[7] RUAN B，TIAN Y，HU R，et al. Synthesis，crystal structures and in vitro antibacterial activity of two novel organotin(IV) complexes[J]. Inorganica Chimica Acta，2011，365 (1): 473-479.

[8] 蔣伍玖，鄺代治，馮泳蘭，等. 邊臂修飾的水楊醛縮鄰氨基酚Schiff堿及其正丁基錫(IV)配合物的微波輔助合成、晶體結構及熒光性質研究[J]. 有機化學，2014，34 (11): 2288-2295.

[9] SHELDRICK G M. SHELXL-97，A Program for Crystal Structure Refinement [M]. G?ttingen: University of Ge?ttingen Press，1997.

[10] 包明，孫振剛，賀慶林，等. 混合二烴基二氯化錫與2-羥基-1-萘醛縮苯胺類席夫堿配合物的合成與表征[J]. 無機化學學報，1996，12(2): 183-188.

[11] 陳滿生, 鄺代治, 鄧奕芳, 等. 二正丁基錫水楊醛縮對氨基苯甲酸酯配合物的合成、表征及結構研究(英文)[J]. 無機化學學報, 2006, 22(2): 367-370.

[12] PRETSCH E, BUHLMANN P, MARTIN B. Structure determination of organic compounds：Tables of spectral data. [M]. 4th ed. Berlin: Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co K, 2009.

[13] 唐子龍, 顏林, 劉漢文, 等. 水楊醛縮芳胺類Schiff堿的無溶劑法合成及其光學性質[J].精細化工中間體, 2012, 42(3): 26-30.

[14] 儲召華, 解慶范, 李穎茜, 等. 基于煙酰腙Schiff堿的Cu(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)配合物的合成、晶體結構和性質[J]. 無機化學學報, 2015, 31(7): 1380-1386.

(編校 陳志敏)

Synthesis,Crystal Structure and Biological Activity of the Schiff Base Dibutyltin Complex Based ono-Vanillin and 4- Chloro -2-Aminophenol

TANYu-xing1,2,ZHANGZhi-jian2,YAOJi-yuan2,JIANGWu-jiu1,2,YUJiang-xi1,2,ZHUXiao-ming1,2,FENGYong-lan1,2,KUANGDai-zhi1,2

(1.Key Laboratory of Functional Organometallic Materials of College of Hunan Province, Hengyang Hunan 421008,China;2.College of Chemistry and Material Science,Hengyang Normal University,Hengyang Hunan 421008,China)

Schiff base organotin(IV) complex C1 has been synthesized via the reaction of the o-vanillin-4-chloride-2-aminophenol Schiff base (H2L) with the butyltin trichloride.The complex has been characterized by IR,1H NMR,13C NMR spectra,elemental analysis and X-ray diffraction.The UV-vis spectra of the complex was determined.The anticancer activity of the Schiff base ligand (H2L) and complex C1 against five species of cancer cell which are Hela,MCF7,HepG2,Colo205,NCI-H460 were tested respectively,and the tests showed that the complex was more active than carboplatin against tested MCF7,NCI-H460 cancer cell lines and has a potential application of drug preparation.

organotin complex; Schiff base; synthesis; crystal structure; biological activity

2016-06-07

湖南省科技計劃項目(2015JC3060)；湖南省自然科學基金項目(2016JJ4008)；湖南省教育廳基金項目(14K014, 15C0199, 15C0200)；衡陽師范學院科學基金項目(15A02)；衡陽師范學院大學生研究性學習和創新性實驗計劃項目(CX1634)；功能金屬有機材料湖南省高校重點實驗室開放基金項目(GN16K03)；湖南省教育廳創新平臺開放基金(16K011)

譚宇星(1991-)，女，湖南茶陵人，助教，碩士，主要從事金屬有機化學研究。

O625.45

A

1673-0313(2016)06-0070-05