水楊醛異煙酰腙的合成與生物活性測定

林紅衛，　　王　玲，　　劉宇晴，　　石　妍

(懷化學院 化學與材料工程學院，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定

林紅衛，王玲，劉宇晴，石妍

(懷化學院 化學與材料工程學院，湖南 懷化418008)

摘要：用異煙肼與水楊醛進行反應，合成了水楊醛異煙酰腙，產品通過UV、IR進行了表征；通過藥敏紙片實驗以及MIC實驗對產品進行了生物活性的測定.對大腸桿菌、奇異變形桿菌、金黃色葡萄球菌、白色鏈球菌四種菌進行了實驗，其中異煙肼縮水楊醛對奇異變形桿菌的抑菌效果明顯.在藥敏紙片實驗中，抑菌直徑為11 mm，在MIC實驗中測出最低抑菌濃度為1.8×10-4mol/L.

關鍵詞：異煙肼縮水楊醛Schiff堿；生物活性；最低抑菌濃度

Hugo Schiff在1864年首次報道了通過伯胺和羰基化合物發生縮合，生成具有甲亞胺基的產物R1(R2)C=NR3,R1,R2，R3可分別為烷基、H、環己基、芳香基或雜環，R1，R2，R3均可被各種基團所取代)，后人稱之為希夫堿(Schiff base)[1].Schiff堿是一種分子中含有-C=N-基團的一類重要的含氮有機配體，它通過醛或酮的羰基(>C=O)和伯胺、肼或者其衍生物的胺(-NH2)縮合反應而得到[2].由于希夫堿的基本結構中含C=N結構，其雜化軌道上的N原子具有孤對電子，從而在應用上獨具特色[2].希夫堿合成相對容易，可選擇各種胺類與不同的醛、酮進行反應，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構多變的希夫堿.同時由于希夫堿有較強的配位能力，對配位化學發展起著非常重要作用.本節將分別從希夫堿在生物活性、催化活性、化學分析等方面的應用進行介紹.經過國內外學者多年的研究發現希夫堿具有抗癌、抗菌、抗腫瘤和抗病毒等的生理活性，其配合物因具有較強的脂溶性和細胞穿透性，所以它的抗菌譜廣、不易產生耐藥性[3]，擁有較好的醫藥價值.因此，希夫堿特殊的藥理作用越來越引起醫藥界的重視.水楊醛異煙酰腙是一種重要的Schiff堿，其分子式為：C13H11N3O2，結構如圖1.

圖1　水楊醛異煙酰腙結構式

本文研究了異煙肼與水楊醛的反應，以無水乙醇為溶劑，合成了水楊醛異煙酰腙，并對水楊醛異煙酰腙的合成條件進行了探索，確定了合成的優化條件，并對產品進行了UV、IR分析以及抗菌性的測定.其合成反應如圖2.

圖2　水楊醛異煙酰腙合成反應

1實驗部分

1.1試劑及儀器

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

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(UV-2450，日本島津公司)，熒光光譜儀(PDA-5500S，日本島津公司)，數字顯示顯微熔點測定儀(X-5，鞏義市予華儀器有限責任公司).

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0.5 h.反應結束后，冷卻至室溫，抽慮，得到淺黃色晶體，粗產物用無水乙醇重結晶，真空干燥，得純品淺黃色晶體1.8360 g，收率為76.2%，熔點：233-234 ℃.

1.3水楊醛異煙酰腙的結構表征

紅外光譜分析：將樣品與溴化鉀按質量比為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,明顯發生了偏移，峰向低波數方向移動，因為產物中羥基上的氧和氨基上的氮之間有氫鍵的緣故，導致吸收峰發生了移動.在1 681 cm-1處，有強而尖的吸收峰，為ν-C=O吸收;在1 651 cm-1處，有弱而尖的中等強度吸收峰，為ν-C=N吸收;在1 489～1 566 cm-1處，有強而尖的吸收峰，為ν-C=C吸收,為苯環骨架特征吸收峰.

紫外光譜分析：在1×10-5mol·L-1二甲基亞砜溶液中測定，以二甲基亞砜為參比，測定波長為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堿的生物活性測試

1.4.1藥敏紙片實驗

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16 h，然后挑取LB平板上的純培養菌落，懸于3 mL無菌生理鹽水中，以有黑字的白紙為背景，混勻后調整濁度與比濁管(0.5麥氏單位)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，一個菌懸液對應三個重復.

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.將濾紙片置于培養基表面固定位置，每個培養基上有五處，中間處為對照組，其余四處間距相同.

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

水楊醛異煙酰腙對四種菌產生的效果如表1.

表1　水楊醛異煙酰腙抑菌活性數據

水楊醛異煙酰腙對奇異變形桿菌的效果最明顯，抑菌直徑達到11 mm，數據如表2,選用奇異變形桿菌做MIC實驗.

1.4.2MIC實驗步驟

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

2)在1號管內加入5 ml已滅菌的藥液，用5 ml吸量管吸吹三次進行充分混合，吸取5 ml加入至2號管，換一只吸量管吸吹三次進行充分混合，重復上面的步驟，直到第9跟管，取一只吸量管吸吹三次后，棄去5 ml.10號管做處理，僅作對照.

3)在每根試管內分別加入比濁度為0.5麥氏比濁單位的菌懸液0.5 ml，充分混勻后，置于試管架上，37℃培養24 h.最后記錄實驗結果，選第一只長菌的試管的前一個試管濃度作為最低抑菌濃度(MIC)[5].

測試結果表明，該化合物有抗菌性，對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細菌就會停止生長，但低于此值，又會繼續生長.

2結論

通過用水楊醛與異煙肼進行反應，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，并對產物進行了生物活性的測定，其中異煙肼縮水楊醛Schiff堿對奇異變形桿菌的效果尤為明顯，此產品可能對泌尿系統類感染疾病有效果，可以進一步研究.

參考文獻：

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

[2]趙強.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，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,2013.

[4]劉勝貴,許方美,張蘭蘭,等.植物提取物體外抑菌試驗的方法研究[J].懷化學院學報,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

基金項目：湖南省大學生研究性創新項目“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”.

作者簡介：林紅衛，1968年生，男，湖南雙峰人，教授，研究方向：有機化合物定量構效關系.

中圖分類號：O621

文獻標識碼：A

文章編號：1671-9743(2016)05-0034-03