新型杂环Schiff 碱的合成及晶体结构
2010-10-23郭亚宁
郭亚宁
(宝鸡文理学院化学化工系,陕西宝鸡721013)
新型杂环Schiff 碱的合成及晶体结构
郭亚宁
(宝鸡文理学院化学化工系,陕西宝鸡721013)
以5-硝基-2-呋喃甲醛和4-氨基安替比林为原料,合成了一种新的Schiff碱;利用红外光谱、元素分析及X射线单晶衍射表征了其结构,并初步分析了其紫外吸收性能.结果表明,标题化合物属于单斜晶系,P21/n空间群,晶胞参数 a=0.704 11(6)nm,b=0.778 04(9)nm,c=2.785 8(2)nm,β =92.080 0(10)°,V =1.525 1(3)nm3,Dc=1.421 g/cm3,Z=4,R=0.067 7.
杂环Schiff碱;4-氨基安替比林;合成;晶体结构
近年来,由于杂环Schiff碱及其金属配合物具有良好的抑菌、抗疟疾、抗肿瘤和抗病毒等生物活性而引起了化学和药学界的广泛关注[1-3],所以新型Schiff碱及其配合物的合成及生理活性的研究成为热点[4-5].安替比林及其衍生物具有多种医疗作用,它的Schiff碱及其金属配合物在医药、生命科学领域具有潜在的应用前景[6-8],但是到目前为止,有关该类Schiff碱化合物的光学性质研究较少.本文以4-氨基安替比林和5-硝基-2-呋喃甲醛为原料通过缩合反应合成了一种新的Schiff碱(CCDC:775006),采用X射线单晶衍射法对其结构进行了表征,并对其紫外性质进行了初步分析,这为进一步研究该类化合物的结构及结构与性质等方面的关系提供了基础数据.
1 实验部分
1.1 仪器与试剂
5-硝基-2-呋喃甲醛、4-氨基安替比林,甲醇为分析纯;Nicolet 170SX FT-IR红外光谱仪(KBr压片);PE-2400型元素分析仪(德国);Bruker Smart-1000 CCD型X射线单晶衍射仪(德国Bruker-Axs公司).
1.2 标题化合物的合成
称取20 mmol 4-氨基安替比林于50 mL圆底烧瓶中,加15 mL无水乙醇溶解,搅拌下加入20 mmol 5-硝基-2-呋喃甲醛和15 mL无水乙醇的混合溶液,加热回流3～4 h,冷却至室温,有固体析出,过滤,用冷的无水乙醇洗涤,得到黄色固体.该粗品用95%乙醇重结晶即得黄色片状晶体5.5 g,产率为84.5%.IR(KBr)ν:1 646(C O),1 543(CN),1 201(C-O)cm-1;Anal.calcd for C16H14N4O4(%):C 58.84,N 17.16,H 4.29;found(%):C 58.80,N 17.15,H 4.34.
其反应过程:
1.3 晶体结构的测定
从上述制备的晶体中选取大小为0.44 mm×0.20 mm×0.18 mm的单晶,在Bruker Smart-1000 CCD型X射线单晶衍射仪进行衍射实验.在298(2)K下用经石墨单色化的Mo Kα作为入射线(λ=0.071 073 nm),以ω扫描方式,在1.46°<θ<25.01°扫描范围内收集衍射数据,共收集衍射点7 348个,其中独立衍射点2 682个,I>2σ(I)的衍射点1 793个.晶体结构由直接法解出,全部非氢原子的坐标及各项异性参数经最小二乘法修正,全部强度数据经Lp因子校正和经验吸收校正.全部计算均用SHELXS 97程序[9]完成.化合物晶体学数据列于表1.
表1 标题化合物的晶体学数据Table 1 Crystal data and structure refinement for the title compound
2 结果与讨论
2.1 标题化合物晶体结构的描述
标题化合物的晶体结构见图1.由图1可以看出,标题化合物是由5-硝基-2-呋喃甲醛和4-氨基安替比林缩合生成的Schiff碱类化合物,其键长和键角(见表2)与文献报导的相关Schiff碱晶体结构相似[10].整个分子以C(12)N(3)为中心呈 E式构型.C(12)N(3)双键的键长是0.128 3 nm,与正常的C N双键长吻合.为了减少空间障碍,吡唑啉环(N(1),N(2),C(1),C(2),C(3))和苯环(C(6),C(7),C(8),C(9),C(10),C(11))的二面角为46.81(7)°,N(2)-N(1)-C(6)-C(11)的扭角为147.80(19)°;O(1)偏离吡唑啉环平面0.012 01(3)nm,而吡唑啉环上甲基C原子C(4),C(5)偏离该平面的距离分别为0.012 22(4)nm和0.053 18(3)nm.由于C(12)N(3)双键的存在使得呋喃环(O(2),C(13),C(14),C(15),C(16))和吡唑啉环几乎共面,其二面角为5.44(1)°;C(2)-N(3)-C(12)-C(13)扭角为-178.05(16)°.
图1 标题化合物的晶体结构图Fig.1 The crystal structure of the title compound
表2 标题化合物的键长与键角Table 2 Bond lengths and angles for the title compound
此外,该分子中还存在分子内氢键C(5)-H(5A)…O(1),分子间氢键C(5)-H(5A)…O(1),C(5)-H(5C)…O(3)和C(14)-H(14)…O(3)(氢键键长、键角见表3、图2).这些氢键不但对晶体的组成、稳定性和晶体的生成起了重要的作用,而且将分子链结成一个大的网状结构(图3)
表3 标题化合物的氢键键长(nm)和键角(°)Table 3 Hydrogen bonds lengths(nm)and bond angles(°)for the title compound
2.2 紫外光谱分析
将标题化合物配成5×10-5mol/L的无水乙醇溶液,用U-3010型紫外可见分光光度计测定紫外吸收.
紫外分析可知标题化合物在200～400 nm范围内有2个主要吸收峰,259 nm处的吸收峰为典型的苯环吸收带,为π-π＊跃迁所致;346 nm处的吸收峰可归属为共轭的C N,C O的吸收带,是生色团-C N-的n-π＊跃迁所致.
图2 标题化合物晶体结构中的氢键Fig.2 The hydrogen bonds in crystal structure of the title compound
图3 标题化合物的晶胞堆积图Fig.3 The packing diagram of the title compound
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Synthesis and Crystal Structure of a Heterocyclic Schiff Base
A novel heterocyclic Schiff base was synthesized using 5-nitro-2-furaldehyde and 4-aminoantipyrine as the starting materials.The product was characterized by means of infrared spectrometry,elemental analysis and single crystal X-ray diffraction analysis;and its ultraviolet absorption behavior was primarily evaluated.Results show that the title compound crystallizes in the monoclinic system of space groupP21/n,with unit cell parameters ofa=0.704 11(6)nm,b=0.778 04(9)nm,c=2.785 8(2)nm,β =92.080 0(10)°,V =1.525 1(3)nm3,Dc=1.421 g/cm3,Z=4 andR=0.067 7.
Schiff base;4-aminoantipyrine;synthesis;crystal structure
O 626.1
A
1008-1011(2010)05-0010-04
2010-04-16.
陕西省植物化学重点实验室项目(08JZ09);宝鸡文理学院院级重点项目(ZK0917).
郭亚宁(1977-),女,讲师,硕士.主要研究方向:有机合成及天然药物的修饰与改性.
