新型喹啉胺席夫碱的合成及其抗菌活性*

李邦玉，俞莉，张采，魏入铎，仇文军，沈阳，张勇

(1.苏州市职业大学应用化学研究所，江苏 苏州 215104; 2.苏州大学材料与化学化工部，江苏 苏州 215123)

新型喹啉胺席夫碱的合成及其抗菌活性*

李邦玉1，俞莉1，张采1，魏入铎1，仇文军1，沈阳1，张勇2

(1.苏州市职业大学应用化学研究所，江苏 苏州 215104; 2.苏州大学材料与化学化工部，江苏 苏州 215123)

对甲苯磺酸为催化剂，乙酰丙酮和8-氨基喹啉在甲苯中回流分水反应4 h合成了一个新型的喹啉胺席夫碱——乙酰丙酮缩8-氨基喹啉(1)，其结构经1H NMR，IR，元素分析和X-射线单晶衍射表征。1属三斜晶系，P1空间群，晶胞参数a=7.996(3)Å，b=8.069(2)Å，c=10.284(4)Å，α=99.943(6)°，β=111.581(8)°，γ=93.668(7)°，V=601.9(4)Å3，Z=2，Dc=1.298 g·cm-3，μ=0.086 mm-1，F(000)=250，R1=0.060 2，wR2=0.141 7。体外抗菌实验结果表明，1对大肠埃希氏杆菌具有明显抗菌性能。

乙酰丙酮;8-氨基喹啉;席夫碱;合成;晶体结构;抗菌活性

席夫碱及其金属配合物不仅在材料、催化剂、医药、光化学、分子自组装和分析化学方面等方面有广泛应用［1-3］，而且还具有优良抗菌、抗病毒、抗肿瘤和除草等活性，受到广泛研究［4］。

本课题组合成了一系列席夫碱及其稀土配合物，并对其催化性能进行了研究［5-6］。本文在此基础上，以对甲苯磺酸为催化剂，乙酰丙酮和8-氨基喹啉在甲苯中回流反应4 h合成了一个新型的席夫碱化合物——乙酰丙酮缩8-氨基喹啉(1，Scheme 1)，其结构经1H NMR，IR，元素分析和X-射线单晶衍射表征。并用滤纸片扩散法初步考察了1的抗菌活性。结果表明，1对大肠埃希氏杆菌具有明显的抗菌活性。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

Electrochemical Engineering Limited 8100型数字熔点仪(温度未校正);Unity Inova-400型超导核磁共振仪(CDCl3为溶剂，TMS为内标);Magna-550型红外光谱仪(KBr压片);EA-1110型元素分析仪;Rigaku Mercury型单晶四圆衍射仪。

大肠埃希氏杆菌(E.co.di)和8-胺基喹啉(99.3%)，上海波义尔化工有限公司;其余所用试剂均为化学纯或分析纯。

1.2 1的合成

在两口圆底烧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，搅拌使其溶解;加入适量对甲苯磺酸(p-TsOH)，回流分水4 h。蒸出甲苯和过量的乙酰丙酮得淡黄色黏稠液体，用正己烷重结晶，于室温静置，数天后析出晶体，抽滤，滤饼真空干燥得淡黄色柱状晶体1 18.5 g，产率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 晶体结构测定

将1单晶(0.40 mm×0.28 mm×0.18 mm)置衍射仪上，采用石墨单色器单色化的Mo Kα射线(λ=0.710 70Å)，以φ/ω扫描方式在6.02°≤2θ≤50.70°内收集衍射点。全部数据经Multiscan吸收校正，结构采用直接法用SHELEXL-97程序解析，全矩阵最小二乘法修正。氢原子坐标经差值Fourier合成得到，非氢原子坐标由直接法得到。氢原子采用各向同性热参数修正，其它原子采用各向异性热参数修正，相关晶体学参数见表1。

表1 1的晶体学参数Table 1 Crystal data and refinement details of 1

2 结果与讨论

2.1 1的合成与晶体结构分析

1易溶于DMF，DMSO，氯仿，苯和1，4-二氧六环，微溶于甲醇和乙醇，不溶于水，在空气中稳定。1的结构分析表明，其固体结构呈烯醇式(Scheme 1)，说明1在固体状态比较稳定。

1的晶体结构见图1，部分键长和键角数据见表2。从表2可见，二酮部分的键长［C(3)-C(4)= 1.375(4)Å］比普通C-C单键键长［(1.54 nm)［7］］短0.165Å，接近典型C=C双键键长(1.34Å)，呈双键特性。N(1)-C(4)的键长(1.349 (3)Å)介于C-N单键键长(1.47 Å)和C=N双键的平均键长(1.26 Å)［8］间。扭曲角［O(1)-C(2)-C (3)-C(4)］为-0.2(4)°，表明O (1)，C(2)，C(3)和C(4)共平面。

表2 1的主要键长和键角Table 2 Selected bond lengths and angles of 1

表3 1的氢键键长和键角Table 3 Hydrogen bond length and bond angle of 1

综合考察O(1)，C(2)，C(2)，C(3)，C(4)和N(1)间的键长和键角数据，发现O(1)，C(2)，C (3)，C(4)和N(1)间存在一定共轭关系。扭曲角C(4)-N(1)-C(6)-C(7)为-45.6(4)°，C(4)-N(1)-C(6)-C(11)为137.3(2)°，说明β-二酮平面和喹啉环平面不在一个平面上，近似呈45°夹角。在1的晶体结构当中，存在分子内氢键［N(1)-H(1)┈O(1)］(表3)。从表3数据可以看出，乙酰丙酮单元中氢原子到氮原子间的距离比到氧原子间的距离要小得多，表明乙酰丙酮单元中氢原子从具有烯醇式结构的氧原子上向亚胺氮原子上转移，氧原子一端带上一单位负电荷，亚胺氮原子则带上一单位正电荷形，形成N+-H┈O-氢键，这种离子型氢键导致分子中形成一个六元环平面结构［N(1)-H(1)-O(1)-C(2)-C(3)-C (4)］，即S(6)氢键模型［9］，这与文献［10］报道的席夫碱化合物的分子内氢键一致。这种形式的氢键连接，将能有效地使酮式异构体重排成烯醇式异构体，稳定整个分子。这是在固态席夫碱化合物中发现这类离子型氢键的又一例子［8］。

IR分析表明，3 482 cm-1和3 464 cm-1处分别出现了O-H的伸缩振动吸收带，这可能是由于在1中，乙酰丙酮亚胺单元内形成了离子型氢键N+-H┈O-所致。

图1 1的分子结构图Figure 1 Molecular structure of 1

2.2 1的抑菌活性

牛肉膏蛋白胨培养基按常规方法制备:调pH至7.12～7.14后分装，于121℃压力蒸汽灭菌20 min后置45℃～50℃(浴温)恒温箱中，备用。

取2～3环菌苔用无菌水制成含菌数106 cfu· mL-1的菌悬液。以DMSO为溶剂，配制药液。分别吸取一定量药液，在无菌工作台上用DMSO稀释至所需浓度［(2，0.2，0.02)g·L-1］。

采用滤纸片扩散法［11］测定1的抑菌活性。用打孔器将滤纸制成直径为8 mm的圆片，于121℃灭菌30 min备用。用无菌镊子将滤纸片放入1的菌液中，取1 mL待试菌悬液在固体培养基上涂布制得含菌平板，用无菌镊子将浸透各种浓度的滤纸片贴在含菌平板上，平皿等距离放四片，其中3片浸过样品液，另外1片只浸有DMSO。每个处理做三次重复把每个处理过的培养皿放入25℃恒温培养箱中培养48 h。用卡尺对光测量抑菌圈直径的大小，比较不同浓度对试验菌种的抑菌效力，其实验结果见表1。表1数据表明，1对大肠杆菌有一定的抑菌活性，且随着浓度的增大，效果越好。

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

［1］Daniel Thangadurai T，Natarajan K.New ruthenium (III)complexes containing tetradentate Schiff-bases and their antibacterial activity［J］.Transition Metal Chemistry，2000，25:347-351.

［2］Scovli P，Klayman D L.1，2-Acetylpyidine thiosemicarbazones complexes with transition metals as antimalarial and antileukemic agents［J］.JMed Chem，1982，25(10):1261-1266.

［3］Desai SB，Desai P B，Desai K R.Synthesis of some Schiff bases，thiazolidinones and azetidinones derived from 2，6-diaminobenzo［1，2-d;4，5-d'］bisthiazole and their anticancer activities［J］.Heterocyclic Communications，2001，7(1):83-90.

［4］Ignatova M，Manolova N，Rashkov I，etal.Polyethers with 8-hydroxy-5，4-quinolinyl chelating end-groups: Effect on iron nutrition of plants and antibacterial/antimycotic effects［J］.Bioact Compatible Polym，2000，15 (4):321-333.

［5］Li B Y，Wang Y R，Yao Y M，et al.Synthesis，structure and reactivity of samarium complexes supported by Schiff base ligands［J］.JOrganomet Chem，2009，694 (15):2409-2414.

［6］李邦玉，姚英明，王耀荣，等.水杨醛缩2-茚(芴)基乙胺席佛碱的合成及其晶体结构［J］.有机化学，2011，31(4):528-532.

［7］Yun K H.Organic Chemistry(Second Edition)［M］.Higher Education Press:Beijing，1990.

［8］Özkar S，ÜülküD，Yildirim L T，et al.Crystal and molecular structure of bis(acetylacetone)ethylenediimine:Intramolecular ionic hydrogen bonding in solid state［J］.JMol Struct，2004，688:207-211.

［9］Bernstein J，Davis R E，Shimoni L，et al.Pattens in hydrogen bonding:Functionality and graph set analysis in crystals［J］.Angew Chem Int Ed Engl，1995，34 (15):1555-1573.

［10］肖志友，戴美碧，张云黔，等.含羟基功能基席夫碱化合物的合成及晶体结构［J］，无机化学学报，2009，25(7):1284-1289.

［11］钱存荣，黄仪秀.微生物学实验［M］.3版，北京:北京大学出版社，1999.

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)Å，b=8.069(2)Å，c=10.284(4)Å，α= 99.943(6)°，β=111.581(8)°，γ=93.668(7)°，V=601.9(4)Å3，Z=2，Dc=1.298 g·cm-3，μ=0.086mm-1，F(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

苏州市职业大学青年创新基金资助项目(201052DYY12);苏州市职业大学大学生创新基金资助项目(2010SZDX11);苏州市职业大学博士启动基金资助项目(2009BS01)

李邦玉(1968-)，男，汉族，安徽宣城人，博士，副教授，主要从事金属有机化学和药物化学的研究。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)