新型喹啉胺席夫堿的合成及其抗菌活性*

李邦玉，俞莉，張采，魏入鐸，仇文軍，沈陽，張勇

(1.蘇州市職業(yè)大學應用化學研究所，江蘇 蘇州 215104; 2.蘇州大學材料與化學化工部，江蘇 蘇州 215123)

新型喹啉胺席夫堿的合成及其抗菌活性*

李邦玉1，俞莉1，張采1，魏入鐸1，仇文軍1，沈陽1，張勇2

(1.蘇州市職業(yè)大學應用化學研究所，江蘇 蘇州 215104; 2.蘇州大學材料與化學化工部，江蘇 蘇州 215123)

對甲苯磺酸為催化劑，乙酰丙酮和8-氨基喹啉在甲苯中回流分水反應4 h合成了一個新型的喹啉胺席夫堿——乙酰丙酮縮8-氨基喹啉(1)，其結構經(jīng)1H NMR，IR，元素分析和X-射線單晶衍射表征。1屬三斜晶系，P1空間群，晶胞參數(shù)a=7.996(3)?，b=8.069(2)?，c=10.284(4)?，α=99.943(6)°，β=111.581(8)°，γ=93.668(7)°，V=601.9(4)?3，Z=2，Dc=1.298 g·cm-3，μ=0.086 mm-1，F(xiàn)(000)=250，R1=0.060 2，wR2=0.141 7。體外抗菌實驗結果表明，1對大腸埃希氏桿菌具有明顯抗菌性能。

乙酰丙酮;8-氨基喹啉;席夫堿;合成;晶體結構;抗菌活性

席夫堿及其金屬配合物不僅在材料、催化劑、醫(yī)藥、光化學、分子自組裝和分析化學方面等方面有廣泛應用［1-3］，而且還具有優(yōu)良抗菌、抗病毒、抗腫瘤和除草等活性，受到廣泛研究［4］。

本課題組合成了一系列席夫堿及其稀土配合物，并對其催化性能進行了研究［5-6］。本文在此基礎上，以對甲苯磺酸為催化劑，乙酰丙酮和8-氨基喹啉在甲苯中回流反應4 h合成了一個新型的席夫堿化合物——乙酰丙酮縮8-氨基喹啉(1，Scheme 1)，其結構經(jīng)1H NMR，IR，元素分析和X-射線單晶衍射表征。并用濾紙片擴散法初步考察了1的抗菌活性。結果表明，1對大腸埃希氏桿菌具有明顯的抗菌活性。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

Electrochemical Engineering Limited 8100型數(shù)字熔點儀(溫度未校正);Unity Inova-400型超導核磁共振儀(CDCl3為溶劑，TMS為內(nèi)標);Magna-550型紅外光譜儀(KBr壓片);EA-1110型元素分析儀;Rigaku Mercury型單晶四圓衍射儀。

大腸埃希氏桿菌(E.co.di)和8-胺基喹啉(99.3%)，上海波義爾化工有限公司;其余所用試劑均為化學純或分析純。

1.2 1的合成

在兩口圓底燒瓶中依次加入乙酰丙酮10.1 g (101 mmol)，8-氨基喹啉14.6 g(101 mmol)和甲苯200 mL，攪拌使其溶解;加入適量對甲苯磺酸(p-TsOH)，回流分水4 h。蒸出甲苯和過量的乙酰丙酮得淡黃色黏稠液體，用正己烷重結晶，于室溫靜置，數(shù)天后析出晶體，抽濾，濾餅真空干燥得淡黃色柱狀晶體1 18.5 g，產(chǎn)率79%，m.p.121℃～123℃;1H NMRδ:8.69～8.67(m，1H，ArH)，7.67～7.66(m，1H，ArH)，7.53～7.49 (m，1H，ArH)，7.25～7.22(m，1H，ArH)，7.16～7.11(m，1H，ArH)，6.75～6.71(m，1H，ArH)，5.22(s，1H，CH)，4.00(s，1H，NH)，2.13(s，3H，OCCH3)，1.74(s，3 H，NHCCH3); IRν:3 524，3 428，3 061，3 001，2 930，2 853，1 615，1 566，1 424，1 318，1 282，1 026，830，763，662 cm-1;Anal.calcd for C14H14N2O:C 74.33，H 6.19，N 12.39;found C 75.08，H 6.00，N 12.55。

1.3 晶體結構測定

將1單晶(0.40 mm×0.28 mm×0.18 mm)置衍射儀上，采用石墨單色器單色化的Mo Kα射線(λ=0.710 70?)，以φ/ω掃描方式在6.02°≤2θ≤50.70°內(nèi)收集衍射點。全部數(shù)據(jù)經(jīng)Multiscan吸收校正，結構采用直接法用SHELEXL-97程序解析，全矩陣最小二乘法修正。氫原子坐標經(jīng)差值Fourier合成得到，非氫原子坐標由直接法得到。氫原子采用各向同性熱參數(shù)修正，其它原子采用各向異性熱參數(shù)修正，相關晶體學參數(shù)見表1。

表1 1的晶體學參數(shù)Table 1 Crystal data and refinement details of 1

2 結果與討論

2.1 1的合成與晶體結構分析

1易溶于DMF，DMSO，氯仿，苯和1，4-二氧六環(huán)，微溶于甲醇和乙醇，不溶于水，在空氣中穩(wěn)定。1的結構分析表明，其固體結構呈烯醇式(Scheme 1)，說明1在固體狀態(tài)比較穩(wěn)定。

1的晶體結構見圖1，部分鍵長和鍵角數(shù)據(jù)見表2。從表2可見，二酮部分的鍵長［C(3)-C(4)= 1.375(4)?］比普通C-C單鍵鍵長［(1.54 nm)［7］］短0.165?，接近典型C=C雙鍵鍵長(1.34?)，呈雙鍵特性。N(1)-C(4)的鍵長(1.349 (3)?)介于C-N單鍵鍵長(1.47 ?)和C=N雙鍵的平均鍵長(1.26 ?)［8］間。扭曲角［O(1)-C(2)-C (3)-C(4)］為-0.2(4)°，表明O (1)，C(2)，C(3)和C(4)共平面。

表2 1的主要鍵長和鍵角Table 2 Selected bond lengths and angles of 1

表3 1的氫鍵鍵長和鍵角Table 3 Hydrogen bond length and bond angle of 1

綜合考察O(1)，C(2)，C(2)，C(3)，C(4)和N(1)間的鍵長和鍵角數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)O(1)，C(2)，C (3)，C(4)和N(1)間存在一定共軛關系。扭曲角C(4)-N(1)-C(6)-C(7)為-45.6(4)°，C(4)-N(1)-C(6)-C(11)為137.3(2)°，說明β-二酮平面和喹啉環(huán)平面不在一個平面上，近似呈45°夾角。在1的晶體結構當中，存在分子內(nèi)氫鍵［N(1)-H(1)┈O(1)］(表3)。從表3數(shù)據(jù)可以看出，乙酰丙酮單元中氫原子到氮原子間的距離比到氧原子間的距離要小得多，表明乙酰丙酮單元中氫原子從具有烯醇式結構的氧原子上向亞胺氮原子上轉(zhuǎn)移，氧原子一端帶上一單位負電荷，亞胺氮原子則帶上一單位正電荷形，形成N+-H┈O-氫鍵，這種離子型氫鍵導致分子中形成一個六元環(huán)平面結構［N(1)-H(1)-O(1)-C(2)-C(3)-C (4)］，即S(6)氫鍵模型［9］，這與文獻［10］報道的席夫堿化合物的分子內(nèi)氫鍵一致。這種形式的氫鍵連接，將能有效地使酮式異構體重排成烯醇式異構體，穩(wěn)定整個分子。這是在固態(tài)席夫堿化合物中發(fā)現(xiàn)這類離子型氫鍵的又一例子［8］。

IR分析表明，3 482 cm-1和3 464 cm-1處分別出現(xiàn)了O-H的伸縮振動吸收帶，這可能是由于在1中，乙酰丙酮亞胺單元內(nèi)形成了離子型氫鍵N+-H┈O-所致。

圖1 1的分子結構圖Figure 1 Molecular structure of 1

2.2 1的抑菌活性

牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基按常規(guī)方法制備:調(diào)pH至7.12～7.14后分裝，于121℃壓力蒸汽滅菌20 min后置45℃～50℃(浴溫)恒溫箱中，備用。

取2～3環(huán)菌苔用無菌水制成含菌數(shù)106 cfu· mL-1的菌懸液。以DMSO為溶劑，配制藥液。分別吸取一定量藥液，在無菌工作臺上用DMSO稀釋至所需濃度［(2，0.2，0.02)g·L-1］。

采用濾紙片擴散法［11］測定1的抑菌活性。用打孔器將濾紙制成直徑為8 mm的圓片，于121℃滅菌30 min備用。用無菌鑷子將濾紙片放入1的菌液中，取1 mL待試菌懸液在固體培養(yǎng)基上涂布制得含菌平板，用無菌鑷子將浸透各種濃度的濾紙片貼在含菌平板上，平皿等距離放四片，其中3片浸過樣品液，另外1片只浸有DMSO。每個處理做三次重復把每個處理過的培養(yǎng)皿放入25℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48 h。用卡尺對光測量抑菌圈直徑的大小，比較不同濃度對試驗菌種的抑菌效力，其實驗結果見表1。表1數(shù)據(jù)表明，1對大腸桿菌有一定的抑菌活性，且隨著濃度的增大，效果越好。

表4 1的抑菌活性Table 4 Antibacteriaal activities of 1

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Synthesis and Antibacterial Activity of a Nonel Am inoquinoline Schiff-base

A nonel aminoquinoline Schiff-basenew(1)was synthesized by reaction of acetylacetone with 8-aminoquinoline in toluene reflux for 4 h using p-toluenesulfonic acid as the catalyst.The structure was characterized by1H NMR，IR，elemental analysis and X-ray single crystal diffraction.1 belongs to triclinic，space group P1 with a=7.996(3)?，b=8.069(2)?，c=10.284(4)?，α= 99.943(6)°，β=111.581(8)°，γ=93.668(7)°，V=601.9(4)?3，Z=2，Dc=1.298 g·cm-3，μ=0.086mm-1，F(xiàn)(000)=250，R1=0.060 2，wR2=0.141 7.Antibacterial activity tests indicated that1 exhibited good antibacterial activity against Escherichia coli.

acetylacetone;8-aminoquinoline;Schiff-base;synthesis;crystal structure;antibacterial activity

O625.63;O626.32

A

1005-1511(2014)02-0218-04

2013-01-06;

2014-01-16

蘇州市職業(yè)大學青年創(chuàng)新基金資助項目(201052DYY12);蘇州市職業(yè)大學大學生創(chuàng)新基金資助項目(2010SZDX11);蘇州市職業(yè)大學博士啟動基金資助項目(2009BS01)

李邦玉(1968-)，男，漢族，安徽宣城人，博士，副教授，主要從事金屬有機化學和藥物化學的研究。E-mail:lby@jssvc.edu.cn

LIBang-yu1，YU Li1，ZHANG Cai1，WEIRu-duo1，QIUWen-jun1，SHEN Yang1，ZHANG Yong2

(1.Institute of Applied Chemistry，Suzhou Vocational University，Suzhou 215104，China; 2.Chemical Engineering and Materials Science，Suzhou University，Suzhou 215123，China)