李 艷， 曾志剛， 李 耿， 雷 維， 陸蘭青

(湖北科技學(xué)院 核技術(shù)與化學(xué)生物學(xué)院， 湖北 咸寧 437100)

?

噻吩-2-甲醛縮苯肼Schiff堿及金屬配合物的合成與性質(zhì)

李 艷*， 曾志剛， 李 耿， 雷 維， 陸蘭青

(湖北科技學(xué)院 核技術(shù)與化學(xué)生物學(xué)院， 湖北 咸寧 437100)

以噻吩-2-甲醛與苯肼為原料，通過(guò)回流縮合形成Schiff堿，并進(jìn)一步與鋅(Ⅱ)和鎳(Ⅱ)金屬離子配位得到2種金屬配合物.結(jié)果表明，合成的噻吩-2-甲醛縮苯肼Schiff堿的結(jié)構(gòu)與理論結(jié)構(gòu)相符，且分別與鋅(Ⅱ)和鎳(Ⅱ)離子配位形成了穩(wěn)定的金屬配合物.抗菌實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示Schiff堿及其金屬配合物均有一定的抗菌活性，且Schiff堿金屬配合物的抗菌活性更好.

噻吩-2-甲醛； 苯肼； Schiff堿配合物； 合成； 表征； 生物活性

Schiff堿類(lèi)化合物具有一定的藥理學(xué)和生理學(xué)活性[1-3]，氨基酸類(lèi)、縮氨脲類(lèi)、縮胺類(lèi)、雜環(huán)類(lèi)、腙類(lèi)Schiff堿及其配合物具有抑菌、殺菌、抗腫瘤、抗病毒等獨(dú)特藥用效果[4-7].Schiff堿中部分金屬化合物具有抗肺結(jié)核、抗麻風(fēng)病、抗細(xì)菌和抗病毒傳染等作用，這主要是由于它與細(xì)胞中的金屬離子形成穩(wěn)定的化合物所致[8-9].隨著科學(xué)的進(jìn)步，會(huì)有更多的Schiff堿應(yīng)用于醫(yī)藥領(lǐng)域.

由于能識(shí)別富含硫的環(huán)境，鎳(Ⅱ)含硫配體的配合物已受到廣泛關(guān)注，鋅(Ⅱ)離子對(duì)氮和硫供體同樣具有高親和性.過(guò)渡金屬鋅和鎳是最經(jīng)常發(fā)生生化反應(yīng)的兩個(gè)元素，它們?cè)谝恍┲匾纳锓肿拥幕钚晕稽c(diǎn)中存在催化活性[10]或參與分子轉(zhuǎn)移過(guò)程，例如氧傳遞.某些脲酶的活性部位，甲基-S-輔酶-M-甲基還原酶和脫氫酶[11-13]都與之有關(guān).本文制備了一種噻吩-2-甲醛縮苯肼Schiff堿，并進(jìn)一步與鋅(Ⅱ)和鎳(Ⅱ)金屬離子配位得到了2種金屬配合物，采用電導(dǎo)、元素分析、紅外光譜對(duì)Schiff堿及其金屬配合物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，并通過(guò)抗菌實(shí)驗(yàn)對(duì)Schiff堿及其金屬螯合物進(jìn)行了生物活性研究.

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑及儀器

主要儀器：X-4數(shù)字顯示顯微熔點(diǎn)測(cè)定儀：北京泰克儀器有限公司；VarioEL Ⅲ 型元素分析儀：日本島津；電導(dǎo)儀(CH-I600C系列電化學(xué)分析儀/工作站)：上海振華儀器公司； FTIR-8400S型傅立葉紅外光譜儀：美國(guó)Perkin Elmer公司．

主要藥品：噻吩-2-甲醛(分析純)、苯肼(分析純) 、乙醇(試劑純) 、冰醋酸(分析純)、 石油醚(分析純)、甲醇(化學(xué)純)、NiCl2·6H2O、Zn(NO3)2·6H2O(化學(xué)純)．

1.2 合成路線

Schiff堿及配合物的合成路線見(jiàn)圖1．

1.3 實(shí)驗(yàn)步驟

1.3.1 噻吩-2-甲醛縮苯肼Schiff堿(HL)的合成 在含噻吩-2-甲醛(10 mmol)的25 mL乙醇溶液中加入含苯肼(10 mmol)的25 mL乙醇溶液，并在水浴中加熱回流5 h.將溶液濃縮后，過(guò)濾，得粗產(chǎn)品，然后用乙醇進(jìn)行重結(jié)晶.得到淡黃色粉末，產(chǎn)率69.7%，熔點(diǎn)150～151℃.

1.3.2 Schiff堿配合物ML2X2的合成 將噻吩-2-甲醛縮苯肼Schiff堿(HL)(20 mmol，50 mL)乙醇溶液緩慢加入到NiCl2· 6H2O(10 mmol，50 mL)的乙醇溶液中.該混合物在加熱下回流5 h，然后通過(guò)蒸餾除去過(guò)量的溶劑.將混合物冷卻，過(guò)濾，用乙醇洗滌、干燥，得到綠褐色固體即化合物[Ni(L)2(Cl)2]，產(chǎn)率為68.5%，分解點(diǎn)：235℃.用同樣的方法合成了化合物[Zn(L)2(NO3)2]，顏色是深褐色，產(chǎn)率為69.3%，分解點(diǎn)：210℃.

圖1 配體及配合物的合成路線 Fig.1 The synthetic road of Schiff base and the complexes

2 結(jié)果與討論

2.1 合成過(guò)程分析

噻吩-2-甲醛縮苯肼Schiff堿的合成在無(wú)水乙醇中不需催化劑即可完成.但在制備Schiff堿的過(guò)程中，一定要保證噻吩-2-甲醛稍微過(guò)量，以避免反應(yīng)不完全.為此實(shí)驗(yàn)中將溶有苯肼的乙醇溶液緩慢地滴加到溶有噻吩-2-甲醛的乙醇溶液中，以始終保證反應(yīng)過(guò)程中噻吩-2-甲醛是過(guò)量的，同時(shí)適當(dāng)?shù)难娱L(zhǎng)反應(yīng)的時(shí)間有利于提高產(chǎn)量.

2.2 摩爾電導(dǎo)率的測(cè)定

在25℃，以DMF為溶劑，測(cè)定了2個(gè)配合物的摩爾電導(dǎo)率.從表1中可以看出，Ni(Ⅱ)配合物的摩爾電導(dǎo)率小于60，因此推斷出配合物是非電解質(zhì)，屬于內(nèi)絡(luò)鹽.而Zn(Ⅱ)配合物的摩爾電導(dǎo)率大于60，具有外界陰離子.

表1 配合物的摩爾電導(dǎo)率Tab.1 The date of molar conductivity

2.3 配體及配合物的元素分析

配體及配合物的C、H、N、S含量用Varioel Ⅲ 型元素分析儀測(cè)定，其分析結(jié)果(見(jiàn)表2)與目標(biāo)產(chǎn)物基本吻合.

表2 元素分析Tab.2 Elemental analysis

2.4 配體及配合物的紅外光譜特征

表3 Schiff堿及配合物的主要紅外光譜數(shù)據(jù)Tab.3 IR data of the Schiff base and its complexes cm-1

2.5 抑菌活性特征

于25℃下，在培養(yǎng)板上培養(yǎng)黃曲霉菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌、大腸桿菌、綠膿桿菌和白色念珠菌，以抗菌劑(殼聚糖)的抗菌活性為陽(yáng)性對(duì)照組，DMSO為陰性對(duì)照組.

將100 μL的測(cè)試細(xì)菌在10 mL新鮮培養(yǎng)皿中生長(zhǎng)，直到他們的數(shù)目到達(dá)約108個(gè)細(xì)菌/mL或105個(gè)真菌/mL ，分別取用已合成的Schiff堿和Ni(Ⅱ)，Zn(Ⅱ)配合物將其配成2 mg/mL的DMSO溶液.取工作液200 μL滴到培養(yǎng)皿中，常溫下振蕩數(shù)小時(shí)，用血球計(jì)數(shù)器計(jì)算處理后的細(xì)菌個(gè)數(shù).多次實(shí)驗(yàn)，取其平均值.

抑菌實(shí)驗(yàn)采用實(shí)驗(yàn)室直接計(jì)數(shù)法，對(duì)Schiff堿和鎳(Ⅱ)、鋅(Ⅱ)配合物的抗菌活性進(jìn)行研究，結(jié)果于表4和圖2～圖4. Schiff堿及配合物對(duì)細(xì)菌生長(zhǎng)均有不同的抑制作用.結(jié)果顯示配合物的活性比配體活性更好，且Zn(L)2(NO3)2的活性大于Ni(L)2(Cl)2.

表4 Schiff堿及配合物的抗菌活性Tab.4 Antimicrobial activity data of Schiff base and its complexes

圖2 Schiff堿抗菌活性Fig.2 Antimicrobial activity data of Schiff base

圖3 Ni(L)2(Cl)2抗菌活性Fig.3 Antimicrobial activity data of Ni(L)2(Cl)2

圖4 Zn(L)2(NO3)2抗菌活性Fig.4 Antimicrobial activity data of Zn(L)2(NO3)2

3 結(jié)論

合成了噻吩-2-甲醛苯肼Schiff堿及Zn(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)二齒Schiff堿配合物，通過(guò)元素分析、電導(dǎo)率測(cè)定及紅外光譜對(duì)化合物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，結(jié)果表明化合物結(jié)構(gòu)與理論結(jié)構(gòu)相符.抗菌實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示Schiff堿及其金屬配合物均有一定的抗菌活性，且Schiff堿金屬配合物的抗菌活性更好.

[1] Butt M S， Akhter Z， Zafar-uz-Zaman M.Synthesis and characterization of some Schiff-base-containing polyimides[J].Colloid Polym Sci， 2008， 28(6):1455-1461．

[2] Singh H L， Singh J B.Synthesis and characterization of new lead(Ⅱ) complexes of Schiff bases derived from amino acids[J].Business Media， 2013， 39(6):1997-2009．

[3] 馮小珍， 劉 崢. 氨基酸縮鹵代水楊醛Schiff堿過(guò)渡金屬配合物的合成、表征、晶體結(jié)構(gòu)及性質(zhì)研 [J].化學(xué)試劑， 2007， 24(8):13-16．

[4] Iffet Sakyan. Synthesis and characterization of four new manganese(ⅡI) complexes and amino acid( L-aspartic acid， L-asparagine， L-glutamic acid， L-glutamine) Schiff bases[J].Transition Metal Chemistry， 2007， 32(9):131-135．

[5] Samir Alghool， El-Halim H F A. Synthesis， thermal characterization， and antimicrobial activity of lanthanum， cerium， and thorium complexes of amino acid Schiff base ligand[J].Therm Anal Calorim， 2013， 11(2):671-681

[6] 阮 敏， 葉 勇. 4-氟苯甲醛氨基酸Schiff堿配合物的合成、表征及生物活性研究[J].化學(xué)試劑， 2007， 24(1):26-30．

[7] 仇曉陽(yáng)， 劉偉生， 朱海亮. 酰肼類(lèi)Schiff堿過(guò)渡金屬配合物的合成、結(jié)構(gòu)表征和生物活性的研究[J].化學(xué)試劑， 2007， 20(2):76-77．

[8] Xu Z，Liu H，Wang M，et a1.Cobalt(Ⅱ)complex of 6，7dicycanodipyridoquinoxaline with antitumor activities:synthesis，crystal structure and binding with DNA[J].Journal of Chinese Pharmaceutical Sciences， 2002， 11(4)：125-131．

[9] Alexander V.Design and synthesis of maerocyclic ligands and their complexes of lanthanides and actinides[J].Chem Rev， 1995， 95(2)：273-342．

[10] 王 澈， 侯 鵬， 李 崧， 等. Schiff堿及其金屬配合物的合成及生物活性研究進(jìn)展[J].化學(xué)通報(bào)， 2009， 27(7):38-40．

[11] 江銀枝， 項(xiàng) 卓， 徐火英， 等. (R，R)-N，N’-二苯甲醛-1，2-環(huán)己二胺Schiff堿的結(jié)構(gòu)及與DNA的結(jié)合性能[J]. 浙江理工大學(xué)學(xué)報(bào)， 2010， 4(8):610-614．

[12] 王建華. 銅、鈷、鎳Schiff堿配合物的合成及其性質(zhì)的研究[J].淮北煤院學(xué)報(bào)， 1996， 17(3)：46-49．

[13] 郭應(yīng)臣， 陳 欣， 卓立宏， 等. 水楊酰肼Schiff堿的合成、表征及抑菌活性[J].化學(xué)研究與應(yīng)用， 2004， 14(6)：120-130．

Synthesis and properties of phenylhydrazine thiophene-2-formaldehyde Schiff base and metal complexes

LI Yan， ZENG Zhigang， LI Geng， LEI Wei， LU Lanqing

(School of Nuclear Technology & Chemistry and Biology，Hubei University of Science and Technology， Xianning, Hubei 437100)

The ligand of thiophene-2-formaldehyde phenylhydrazine Schiff base was synthesized by Schiff base reaction using thiophene-2-formaldehyde and phenylhydrazine as raw materials. Two kinds of meta1 complexes were prepared by complexing Zn(Ⅱ) and Ni(Ⅱ) with the Schiff base.The results of characterization demonstrated the structure of thiophene-2-formaldehyde phenylhydrazine ligand was consistent with the target construction， and its stable transition metal complex was formed with Zn(Ⅱ) and Ni(Ⅱ),respectively.The results showed that the Schiff base and metal complex both had antibacterial activity， but the metal complex had stronger antibacterial activity．

thiophene-2-formaldehyde； phenylhydrazine； Schiff base complexes； synthesis； characterization； biological activity

2015-02-19.

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(21202136) ); 湖北省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(2015CFC780); 湖北科技學(xué)院青年項(xiàng)目(KY13040)．

1000-1190(2015)04-0567-04

O614.24< class="emphasis_bold">文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

A

*E-mail: liyan750607@163.com.