吡啶-4-甲醛異煙酰腙的合成及其抑菌性能

吳校彬，蔣 秀

(黃岡師范學院 化工學院，湖北 黃州 438000)

吡啶-4-甲醛異煙酰腙的合成及其抑菌性能

吳校彬，蔣 秀

(黃岡師范學院 化工學院，湖北 黃州 438000)

以異煙酸、吡啶-4-甲醛為原料，合成了吡啶-4-甲醛異煙酰腙。通過元素分析、紅外光譜(IR)和核磁共振氫譜(1HNMR)對產物的結構進行了確證。用濾紙片法測試了目標化合物對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和銅綠假單胞桿菌的抑菌性能。抑菌試驗結果表明，目標化合物對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和銅綠假單胞桿菌均有一定的抑菌活性，其中，對金黃色葡萄球菌的抑菌效果最好，抑菌圈直徑達13.5 mm。

吡啶-4-甲醛；酰腙；合成；抑菌活性

吡啶衍生物很多都具有良好的生物活性或優異的化學性能，相比較苯環衍生物，吡啶衍生物往往具有更高的生物活性、更低的毒性、更高的內吸性或更高的選擇性[1-6]。酰腙類化合物因含有特殊的化學結構(—CONH-N=CH—)而具有突出的抗腫瘤、消炎、殺菌等生物活性[7-9]。因此，新型吡啶衍生物及新型酰腙化合物的合成與研究廣受人們的關注。本文以異煙酸、吡啶-4-甲醛為原料，合成了既含有吡啶基又具有酰腙結構的吡啶-4-甲醛異煙酰腙(PFIH)化合物，并測試了其對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌及銅綠假單胞桿菌的抑菌性能。合成路線如圖1所示。

圖1 吡啶-4-甲醛異煙酰腙合成路線

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

Spectrum BX-IR紅外光譜儀(美國Perkin-Elmer公司)；Varian Inova-600 spectrometer 核磁共振儀(美國Varian公司)；Vario EL Ⅲ元素分析儀(德國Elementar公司)；X-6型顯微熔點測定儀(北京泰克儀器有限公司)。

異煙酸(國藥集團化學試劑有限公司)；吡啶-4-甲醛(國藥集團化學試劑有限公司)；水合肼(天津市順德化工有限公司)；二甲亞砜(DMSO國藥集團化學試劑有限公司)。所用試劑均為分析純。

1.2 吡啶-4-甲醛異煙酰腙(PFIH)的合成

1.2.1 異煙酸乙酯的合成

將適量異煙酸置于三口燒瓶中，加入適量無水乙醇，冰浴下慢慢加入計量的98%濃硫酸，后攪拌回流3.5 h。攪拌下慢慢加入碳酸鈉飽和溶液至不冒氣泡為止，用二氯甲烷萃取，收集有機層，蒸出二氯甲烷，得到淡黃色異煙酸乙酯，沸點218.5～219.3 ℃(文獻值219.5 ℃),產率35%。

1.2.2 異煙酰肼的合成

將適量所得異煙酸乙酯與適量的水合肼(80%)、無水乙醇混合，62～65℃下回流3～4h，冷卻析出白色固體，抽濾，用無水乙醇重結晶。熔點171.3～172.6 ℃(文獻值171～173 ℃)，產率55%。

1.2.3 吡啶-4-甲醛異煙酰腙的合成

在反應瓶中加入一定量的異煙酰肼和適量無水乙醇，加熱攪拌至完全溶解，然后加入計量的吡啶-4-甲醛，滴加適量的冰醋酸，控制溫度，攪拌反應一定時間，冷卻，有白色固體析出，過濾，用50%乙醇-水混合溶劑重結晶2次，得產品，熔點252～255 ℃，產率31%。

1.2.4 抑菌活性測定

抑菌活性測定參照文獻[10]，試驗菌株為大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞桿菌，以DMSO為溶劑,將目標化合物配成500 μg·mL-1的溶液。直徑為6.0 mm的濾紙片放在測試液中浸泡2 h。溫度為37 ℃，在無菌條件下，培養24 h后，測定抑菌圈直徑，平行測定3次，取平均值。

2 結果與討論

2.1 目標化合物(PFIH)結構表征

2.1.1 元素分析

目標化合物元素分析數據見表1。

表1 目標化合物元素分析/%

2.1.2 紅外光譜

紅外光譜測定采用KBr壓片，掃描范圍4 000～500 cm-1，測得PFIH的紅外光譜有以下主要吸收峰：3 350、3 194、3 006、1 698、1 577、1 419、830 cm-1。其中，3 350和3 194 cm-1為N-H鍵伸縮振動峰；3 106 cm-1為吡啶環C-H伸縮振動峰；1 698 cm-1為C=O雙鍵伸縮振動峰1 577 cm-1為C=N雙鍵伸縮振動峰；1 419 cm-1為吡啶環骨架振動峰；830 cm-1為吡啶環對位取代的特征峰,如圖2所示。

圖2 吡啶-4-甲醛異煙酰腙的紅外光譜圖

2.1.3 核磁共振氫譜

以DMSO-d6為溶劑,TMS為內標,測得產物核磁共振氫譜有以下化學位移δ值：10.85(1H)；8.25(1H)；7.79～8.91(4H)；7.97～8.72(4H).其中，10.85可歸屬為N-H鍵的1個氫原子，8.25為雙鍵碳上的1個氫原子，7.79～8.91(4H)為異煙酰基中吡啶環上的4個氫原子，7.97～8.72(4H)為另一個4-取代吡啶環的4個氫原子。

通過元素分析、紅外及核磁共振氫譜測定結果表明，合成目標化合物為吡啶-4-甲醛異煙酰腙。

2.2 吡啶-4-甲醛異煙酰腙抑菌活性

表2為溶劑(DMSO)、原料(異煙酰肼、吡啶-4-甲醛)及目標化合物(PFIH)的抑菌實驗結果。表明,溶劑及兩種原料的抑菌圈直徑與濾紙片大小幾乎一致，說明其沒有抑菌活性，而目標化合物吡啶-4-甲醛異煙酰腙對3種細菌均有一定的抑菌性能，其中，對金黃色葡萄球菌抑菌效果最好，抑菌圈直徑達13.5 mm。

表2 二甲亞砜、原料及PFTH的抑菌圈直徑/mm

以異煙酸、無水乙醇、水合肼及吡啶-4-甲醛為原料，通過兩步反應，合成了吡啶-4-甲醛異煙酰腙，其結構通過元素分析及紅外光譜、核磁共振氫譜表征。抑菌試驗結果表明,該酰腙對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和銅綠假單胞桿菌都有一定的抑菌活性,其中對金黃色葡萄球菌的抑菌效果最好。

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責任編輯 王菊平

Synthesis and bacteriostatic activity of pyridine-4- formaldehyde isonicotinoyl hydrazone

WU Xiao-bin， JIANG Xiu

(College of Chemical Engineering， Huanggang Normal University， Huangzhou 438000，Hubei，China)

Pyridine-4- formaldehyde isonicotinoyl hydrazone was synthesized from nicotinic acid and pyridine-4- formaldehyd. The structure of the new isonicotinoyl hydrazone was confirmed through an elementary analysis, IR and 1HNMR.The results of bacteriostatic activity tests showed that the isonicotinoyl hydrazone had certain bacteriostatic activities against Escherichia coli, staphylococcus aureus and pseudomonas aeruginosa. The bacteriostatic activity of pyridine-4-formaldehyde isonicotinoyl hydrazone against pseudomonas aeruginosa was the best in the three kinds of bacteria, with the inhibition zone diameter being up to 13.5mm.

pyridine-4- formaldehyde; hydrazone; synthesis; bacteriostatic activity

O625.4

A

1003-8078(2016)06-0023-02

2016-06-28 doi 10.3969/j.issn.1003-8078.2016.06.07

吳校彬，男，湖北黃岡人，教授，主要研究方向為有機化學、高分子化學。