N-(3-苯甲酰丙烯?；?水楊酰肼的合成和抗炎活性

金龍飛, 張 亞, 李培娟, 吳臘梅

(中南民族大學(xué) 化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，武漢 430074)

酰肼類衍生物是一類結(jié)構(gòu)通式為RCONHNHRl的化合物，它不僅是重要的有機(jī)合成結(jié)構(gòu)單元，而且具有優(yōu)良的生物活性.該類化合物是一類被廣泛應(yīng)用的氮雜原子化合物，它所提供的氧和氮等配位原子，能與許多金屬離子形成較穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)特殊的螯合物[1]， 故表現(xiàn)出良好的絡(luò)合金屬離子等性能，是目前聚烴穩(wěn)定劑[2-5]、無(wú)鉛焊料[6]、感染顯影技術(shù)[7]、農(nóng)藥、除草劑、有機(jī)凝膠因子、配位化學(xué)等方面的研究熱點(diǎn)之一.由于CONN結(jié)構(gòu)片段的存在，使其具備一定的立體化學(xué)結(jié)構(gòu)特征，被用于許多重要有機(jī)分子(如雜環(huán)、藥物、染料及液晶材料等)的合成前體或中間體.研究還表明：其結(jié)構(gòu)中存在的不同取代的肽鍵-CONH-是抑制酶的活性基本骨架，存在于許多酶抑制劑、生物模擬肽等生物活性物質(zhì)，使酰肼類化合物具有廣泛的生物活性，如抑菌活性、抗炎性、除草活性、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)活性、殺蟲(chóng)殺螨活性、酶選擇性抑制劑和酶底物模型等[8-12]. 故該類化合物在新藥研發(fā)中具有廣泛的應(yīng)用和發(fā)展前景.

基于酰肼類衍生物的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)和生物活性，為了進(jìn)一步探討雙酰肼衍生物在生物體內(nèi)的生物活性，本文設(shè)計(jì)并合成了一種具有多官能團(tuán)、多生物活性位點(diǎn)的雙酰肼類化合物N-(3-苯甲酰丙烯?；?水楊酰肼(見(jiàn)圖1)，并檢測(cè)了對(duì)其生物體抗炎活性.

圖1 N-(3-苯甲酰丙烯?；?水楊酰肼合成路線Fig.1 Synthesis of N-(3-benzoyl acryloyl) salicyloylhydrazine

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器和試劑

元素分析儀(Elemental Analysensysteme GmbH, Vario EL Ш )，紅外光譜儀(Thermo Nicolet Corporation NEXUS 470 FT-IR spectrometer. KBr壓片法, 掃描范圍4000～400 cm-1)，可見(jiàn)紫外分光光度計(jì)(Perkin Elmer Lnc., Lambda 35 UV/Vis spectrometer. 25 ℃, 190～700 nm )，核磁共振儀(Bruker Co., Avance III 400 MHz spectrometer.1H NMR、13C NMR, 溶劑DMSO-d6, 內(nèi)標(biāo)TMS )，數(shù)字熔點(diǎn)儀(北京泰克儀器有限公司XT-4型, 溫度未經(jīng)校正).

水楊酸甲酯、水合肼、順丁烯二酸酐、二氯甲烷、苯、無(wú)水三氯化鋁、甲醇、無(wú)水乙醇、濃鹽酸、碳酸氫鈉、N,N-二甲基甲酰胺，以上試劑均為分析純，使用前未進(jìn)一步處理.

1.2 水楊酰肼的合成

水楊酰肼的制備參考文獻(xiàn)[13,14]. 取15.2 g (0.1 mol) 水楊酸甲酯于100 mL 圓底燒瓶中，攪拌下加入10.0 g (0.2 mol) 85%水合肼和20 mL甲醇，加熱回流8 h.反應(yīng)完成后，置于0 ℃中冷卻12 h，有白色針狀晶體析出. 抽濾、水洗3次，得白色固體12.5 g. 產(chǎn)率82.0 %.m.p.151 ～ 152 ℃.

1.3 3-苯甲酰丙烯酸的合成

稱取4.9 g (0.05 mol) 順丁烯二酸酐加入到250 mL圓底燒瓶中，加入100 mL二氯甲烷，將16.67 g(0.125mol)無(wú)水三氯化鋁緩慢加入到反應(yīng)瓶中，0 ℃下攪拌直至溶液澄清. 取0.05 mol苯滴加到反應(yīng)瓶中，0 ℃反應(yīng)5 h. 反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)液倒入到冰凍過(guò)的33 %鹽酸中，用分液漏斗分離，減壓蒸出溶劑，用飽和NaHCO3洗滌，去除鋁離子. 再用濃鹽酸調(diào)節(jié)體系至pH值為2，抽濾. 熱水洗滌產(chǎn)物，烘干得淡黃色固體產(chǎn)物3-苯甲酰丙烯酸. 產(chǎn)率: 85.0 %. m.p. 94 ～ 97 ℃. Anal. calcd for C10H8O3:C 68.18, H 4.55; found C 68.23, H 4.53. FT-IR (KBr pellet，υ/cm-1): OCO-H 3390 s, C=O 1706 s, C=C 1667 s.1H NMR (DMSO-d6),δ:8.03(d,1H; Ph-CO-CH=), 8.02～8.00 (m, 2H;o-PhCH-), 7.68～7.64 (m, 1H;p-PhCH-), 7.57～7.53 (m, 2H;m-PhCH-), 6.94 (d, 1H; =CH-COOH).13C NMR (DMSO-d6),δ184.50 (Ph-CO-), 165.66 (-COOH), 133.66 (Ph-CO-CH=), 131.62 (PhC-CO-), 129.37 (=CH-COOH), 129.32 (p-PhC-),126.67 (o-PhC-), 124.22 (m-PhC-).

1.4 N-(3-苯甲酰丙烯?；?水楊酰肼的合成

稱取3-苯甲酰丙烯酸3.52 g (0.02 mol) 加入50 mL二氯甲烷、兩滴N,N-二甲基甲酰胺和2.38 g (0.02 mol)二氯亞砜. 回流反應(yīng)3 h后冷卻. 冰浴條件下，慢慢滴加入到水楊酰肼溶液中[1.52 g水楊酰肼(0.01 mol)+80 mL二氯甲烷]. 滴加完畢后，升溫至28 ℃，繼續(xù)反應(yīng)6 h. 抽濾，得粗產(chǎn)物. 對(duì)粗產(chǎn)物分別用水和飽和NaHCO3洗滌，再用乙醇重結(jié)晶，得產(chǎn)物N-(3-苯甲酰丙烯?；?水楊酰肼. 產(chǎn)率:71.3%. m.p. 231～235 ℃. Anal. calcd for C17H14N2O4:C 65.81, H 4.52, N 9.03; found C 65.78, H 4.51, N 9.05. FT-IR (KBr pellet,υ/cm-1): O-H3264 s,N-H3186 s, C=O1681 s, C=C1602 s.1H NMR (DMSO-d6),δ: 11.77 (bs, 1H; salPh-OH), 11.22 (bs, 1H; salPh-CO-NH-), 10.91 (bs, 1H;salPh-CO-NH-NH-), 8.06 (m, 2H;o-PhCH-), 7.92 (m, 1H;o-salPhCH-), 7.89 (m, 1H;p-PhCH-), 7.72 (m, 1H;p-salPhCH-), 7.61(t, 2H;m-PhCH-), 7.45(d, 1H; Ph-CO-CH=), 7.16 (d, 1H;Ph-CO-CH=CH-), 6.99～6.96 (m, 2H;m-salPhCH-).13C NMR (DMSO-d6),δ: 189.94 (Ph-CO-), 165.53 (salPh-CO-), 161.76 (Ph-CO-CH=CH-CO-), 158.71 (salPhC-OH), 136.90 (PhC-CO-), 134.51 (p-salPhC-), 134.35 (Ph-CO-CH=), 133.85 (p-PhC-), 129.50(o-salPhC-), 129.42 (Ph-CO-CH=CH-), 129.30 (o-PhC-), 129.20 (m-PhC-), 119.75(m-salPhC-), 117.67 (m-salPhC(OH)=C-), 115.58 (salPhC-CO).

1.5 抗炎活性測(cè)試

采用Kasahara 等[15]提出的爪掌腫脹法，對(duì)化合物N-(3-苯甲酰丙烯酰基)水楊酰肼進(jìn)行了抗炎活性測(cè)試，以γ-卡拉膠為引發(fā)劑，二氟尼柳為參照品，甲基纖維素為空白對(duì)照.將18只20～25 g雌雄不分小白鼠分為3組.先讓小白鼠適應(yīng)環(huán)境2 d.采用標(biāo)準(zhǔn)顆粒飼料喂食，自由方式飲水. 自測(cè)試當(dāng)天始僅提供飲水.灌胃給藥后1 h，在每只小白鼠的右后掌分跖組織處分別注射 25 μL 新鮮配制的γ-卡拉膠鹽水溶液. 灌胃后 4 h，用千分尺測(cè)量每只小白鼠的左、右后掌的腫脹尺寸.

2 結(jié)果與討論

2.1 N-(3-苯甲酰丙烯?；?水楊酰肼的合成

以水楊酸甲酯和水合肼為原料，先合成了水楊酰肼，再與合成的中間體3-苯甲酰丙烯酰氯反應(yīng)，得N-(3-苯甲酰丙烯?；?水楊酰肼(見(jiàn)圖1). 在制備3-苯甲酰丙烯酰氯時(shí)，須嚴(yán)格控制無(wú)水，少量的水會(huì)立即使酰氯水解并嚴(yán)重影響反應(yīng)進(jìn)行，導(dǎo)致產(chǎn)率低下甚至合成失敗. 為了獲得更高的產(chǎn)率，未將在無(wú)水條件下反應(yīng)后的3-苯甲酰丙烯酰氯化合物純化，而將化合物體系減壓蒸餾后獲得的固體剩余物，直接用于下一步反應(yīng)，以避免純化過(guò)程中中間體的損失.此外，水楊酰肼與3-苯甲酰丙烯酰氯反應(yīng)時(shí)，在冰浴條件下將3-苯甲酰丙烯酰氯滴加到水楊酰肼溶液中使反應(yīng)穩(wěn)定而順利地進(jìn)行.提高反應(yīng)溫度和延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間均未能提高產(chǎn)率，故以28 ℃反應(yīng)6 h為反應(yīng)條件.反應(yīng)副產(chǎn)物較少，故分離過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單，用硅膠柱層析分離或用乙醇重結(jié)晶即可獲得純凈產(chǎn)物.

2.2 紅外光譜

在3-苯甲酰丙烯酸的紅外光譜中，3390 cm-1處的寬強(qiáng)吸收峰，可指定為OCO-H的振動(dòng)峰. 1706 cm-1處的強(qiáng)吸收峰，可指定為C=O的特征吸收峰. 1667 cm-1處的強(qiáng)譜峰為C=C振動(dòng)峰.

在N-(3-苯甲酰丙烯酰基)水楊酰肼的紅外光譜中， OCO-H振動(dòng)峰消失，證明酰氯與酰肼發(fā)生了反應(yīng). 3264 cm-1處的強(qiáng)寬吸收峰，可指定為O-H的特征吸收峰. 3186 cm-1處的強(qiáng)譜峰為N-H的振動(dòng)峰，1681 cm-1處的強(qiáng)峰為C=O振動(dòng)峰，1602 cm-1處的強(qiáng)峰為C=C振動(dòng)峰.

2.3 核磁共振譜

在3-苯甲酰丙烯酸的1H NMR譜圖中，8.03處的雙峰為PhCOCH= 的1個(gè)質(zhì)子，8.02～8.00處的多重峰為o-PhCH- 的2個(gè)質(zhì)子，7.68～7.64處的多重峰為o-PhCH- 的1個(gè)質(zhì)子，7.57～7.53處的多重峰為m-PhCH- 的2個(gè)質(zhì)子，6.94處的雙重峰為 =CH-COOH的1個(gè)質(zhì)子. 在13C NMR中，184.50 處的譜峰可指認(rèn)為Ph-CO-的C原子，165.66處的譜峰可指認(rèn)為 -COOH的C原子，133.66為Ph-CO-CH= 的C原子，131.62為PhC-CO-的C原子，129.37為 =CH-COOH的C原子，129.32為p-PhC- 的C原子，126.67為o-PhC- 的兩個(gè)C原子，124.22為m-PhC- 的兩個(gè)C原子.

在N-(3-苯甲酰丙烯?；?水楊酰肼的1H NMR譜圖中，11.77處的單峰為 salPh-OH 的1個(gè)質(zhì)子, 11.22處的單峰為 salPh-CO-NH- 的1個(gè)質(zhì)子, 10.91處的單峰為salPh-CO-NH-NH- 的1個(gè)質(zhì)子, 8.06處的多重峰為o-PhCH- 的2個(gè)質(zhì)子, 7.92處的多重峰為o-salPhCH- 的1個(gè)質(zhì)子, 7.89處的多重峰為p-PhCH-的1個(gè)質(zhì)子, 7.72處的多重峰為p-salPhCH- 的1個(gè)質(zhì)子, 7.61處的多重峰為m-PhCH- 的2個(gè)質(zhì)子，7.45處的雙重峰為Ph-CO-CH= 的1個(gè)質(zhì)子, 7.16處的雙重峰為Ph-CO-CH=CH- 的1個(gè)質(zhì)子, 6.99～6.96處的多重峰為m-salPhCH- 的2個(gè)質(zhì)子. 在13C NMR譜圖中，189.94 處的譜峰可認(rèn)為 Ph-CO- 的C原子, 165.53為 salPh-CO- 的C原子, 161.76為Ph-CO-CH=CH-CO- 的C原子, 158.71為 salPhC-OH 的C原子, 136.90為 PhC-CO- 的C原子, 134.51為p-salPhC- 的C原子, 134.35為 Ph-CO-CH= 的C原子, 133.85為p-PhC- 的C原子, 129.50為o-salPhC- 的C原子, 129.42為Ph-CO-CH=CH- 的C原子, 129.30為o-PhC- 的兩個(gè)C原子, 129.20為m-PhC- 的兩個(gè)C原子, 119.75為m-salPhC- 的C原子, 117.67為m-salPhC(OH)=C- 的C原子, 115.58為 salPhC-CO-的C原子.

2.4 抗炎活性

抗炎活性的測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1. 從表1可見(jiàn)，采用T檢驗(yàn)法[16]參照品二氟尼柳的T值為22.000，P值為0.002，與對(duì)照組有顯著不同(p<0.01). 樣品N-(3-苯甲酰丙烯?；?水楊酰肼的T值為7.639，P值為0.002，也與對(duì)照組有顯著不同(p<0.01). 樣品N-(3-苯甲酰丙烯?；?水楊酰肼較參照品二氟尼柳抗炎效果更好，其化合物類型值得進(jìn)一步研究探討.

表1 N-(3-苯甲酰丙烯酰基)水楊酰肼的抗炎測(cè)試結(jié)果

*Inhibition / % =[(n-n')/n]×100%，n為對(duì)照組右左腿腫脹差，n′為樣品組或參照組右左腿腫脹差

3 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)傅克?；磻?yīng)合成了3-苯甲酰丙烯酸，再與二氯亞砜反應(yīng)得到了中間體3-苯甲酰丙烯酰氯，同時(shí)以水楊酸甲酯和水合肼為原料合成了水楊酰肼，再用水楊酰肼與中間體3-苯甲酰丙烯酰氯反應(yīng)得到了終產(chǎn)物N-(3-苯甲酰丙烯?；?水楊酰肼，并對(duì)相關(guān)化合物進(jìn)行了熔點(diǎn)、元素分析、IR、1H NMR和13C NMR表征，測(cè)試了其抗炎活性, 抗炎活性值為50.0%.結(jié)果表明：N-(3-苯甲酰丙烯?；?水楊酰肼具有較好的抗炎活性，值得進(jìn)一步研究探討.

參 考 文 獻(xiàn)

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