N-(3-苯甲酰丙烯酰基)水杨酰肼的合成和抗炎活性

金龙飞, 张 亚, 李培娟, 吴腊梅

(中南民族大学 化学与材料科学学院，武汉 430074)

酰肼类衍生物是一类结构通式为RCONHNHRl的化合物，它不仅是重要的有机合成结构单元，而且具有优良的生物活性.该类化合物是一类被广泛应用的氮杂原子化合物，它所提供的氧和氮等配位原子，能与许多金属离子形成较稳定的结构特殊的螯合物[1]， 故表现出良好的络合金属离子等性能，是目前聚烃稳定剂[2-5]、无铅焊料[6]、感染显影技术[7]、农药、除草剂、有机凝胶因子、配位化学等方面的研究热点之一.由于CONN结构片段的存在，使其具备一定的立体化学结构特征，被用于许多重要有机分子(如杂环、药物、染料及液晶材料等)的合成前体或中间体.研究还表明：其结构中存在的不同取代的肽键-CONH-是抑制酶的活性基本骨架，存在于许多酶抑制剂、生物模拟肽等生物活性物质，使酰肼类化合物具有广泛的生物活性，如抑菌活性、抗炎性、除草活性、植物生长调节活性、杀虫杀螨活性、酶选择性抑制剂和酶底物模型等[8-12]. 故该类化合物在新药研发中具有广泛的应用和发展前景.

基于酰肼类衍生物的结构优势和生物活性，为了进一步探讨双酰肼衍生物在生物体内的生物活性，本文设计并合成了一种具有多官能团、多生物活性位点的双酰肼类化合物N-(3-苯甲酰丙烯酰基)水杨酰肼(见图1)，并检测了对其生物体抗炎活性.

图1 N-(3-苯甲酰丙烯酰基)水杨酰肼合成路线Fig.1 Synthesis of N-(3-benzoyl acryloyl) salicyloylhydrazine

1 实验部分

1.1 仪器和试剂

元素分析仪(Elemental Analysensysteme GmbH, Vario EL Ш )，红外光谱仪(Thermo Nicolet Corporation NEXUS 470 FT-IR spectrometer. KBr压片法, 扫描范围4000～400 cm-1)，可见紫外分光光度计(Perkin Elmer Lnc., Lambda 35 UV/Vis spectrometer. 25 ℃, 190～700 nm )，核磁共振仪(Bruker Co., Avance III 400 MHz spectrometer.1H NMR、13C NMR, 溶剂DMSO-d6, 内标TMS )，数字熔点仪(北京泰克仪器有限公司XT-4型, 温度未经校正).

水杨酸甲酯、水合肼、顺丁烯二酸酐、二氯甲烷、苯、无水三氯化铝、甲醇、无水乙醇、浓盐酸、碳酸氢钠、N,N-二甲基甲酰胺，以上试剂均为分析纯，使用前未进一步处理.

1.2 水杨酰肼的合成

水杨酰肼的制备参考文献[13,14]. 取15.2 g (0.1 mol) 水杨酸甲酯于100 mL 圆底烧瓶中，搅拌下加入10.0 g (0.2 mol) 85%水合肼和20 mL甲醇，加热回流8 h.反应完成后，置于0 ℃中冷却12 h，有白色针状晶体析出. 抽滤、水洗3次，得白色固体12.5 g. 产率82.0 %.m.p.151 ～ 152 ℃.

1.3 3-苯甲酰丙烯酸的合成

称取4.9 g (0.05 mol) 顺丁烯二酸酐加入到250 mL圆底烧瓶中，加入100 mL二氯甲烷，将16.67 g(0.125mol)无水三氯化铝缓慢加入到反应瓶中，0 ℃下搅拌直至溶液澄清. 取0.05 mol苯滴加到反应瓶中，0 ℃反应5 h. 反应结束后，将反应液倒入到冰冻过的33 %盐酸中，用分液漏斗分离，减压蒸出溶剂，用饱和NaHCO3洗涤，去除铝离子. 再用浓盐酸调节体系至pH值为2，抽滤. 热水洗涤产物，烘干得淡黄色固体产物3-苯甲酰丙烯酸. 产率: 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-苯甲酰丙烯酰基)水杨酰肼的合成

称取3-苯甲酰丙烯酸3.52 g (0.02 mol) 加入50 mL二氯甲烷、两滴N,N-二甲基甲酰胺和2.38 g (0.02 mol)二氯亚砜. 回流反应3 h后冷却. 冰浴条件下，慢慢滴加入到水杨酰肼溶液中[1.52 g水杨酰肼(0.01 mol)+80 mL二氯甲烷]. 滴加完毕后，升温至28 ℃，继续反应6 h. 抽滤，得粗产物. 对粗产物分别用水和饱和NaHCO3洗涤，再用乙醇重结晶，得产物N-(3-苯甲酰丙烯酰基)水杨酰肼. 产率: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 抗炎活性测试

采用Kasahara 等[15]提出的爪掌肿胀法，对化合物N-(3-苯甲酰丙烯酰基)水杨酰肼进行了抗炎活性测试，以γ-卡拉胶为引发剂，二氟尼柳为参照品，甲基纤维素为空白对照.将18只20～25 g雌雄不分小白鼠分为3组.先让小白鼠适应环境2 d.采用标准颗粒饲料喂食，自由方式饮水. 自测试当天始仅提供饮水.灌胃给药后1 h，在每只小白鼠的右后掌分跖组织处分别注射 25 μL 新鲜配制的γ-卡拉胶盐水溶液. 灌胃后 4 h，用千分尺测量每只小白鼠的左、右后掌的肿胀尺寸.

2 结果与讨论

2.1 N-(3-苯甲酰丙烯酰基)水杨酰肼的合成

以水杨酸甲酯和水合肼为原料，先合成了水杨酰肼，再与合成的中间体3-苯甲酰丙烯酰氯反应，得N-(3-苯甲酰丙烯酰基)水杨酰肼(见图1). 在制备3-苯甲酰丙烯酰氯时，须严格控制无水，少量的水会立即使酰氯水解并严重影响反应进行，导致产率低下甚至合成失败. 为了获得更高的产率，未将在无水条件下反应后的3-苯甲酰丙烯酰氯化合物纯化，而将化合物体系减压蒸馏后获得的固体剩余物，直接用于下一步反应，以避免纯化过程中中间体的损失.此外，水杨酰肼与3-苯甲酰丙烯酰氯反应时，在冰浴条件下将3-苯甲酰丙烯酰氯滴加到水杨酰肼溶液中使反应稳定而顺利地进行.提高反应温度和延长反应时间均未能提高产率，故以28 ℃反应6 h为反应条件.反应副产物较少，故分离过程相对简单，用硅胶柱层析分离或用乙醇重结晶即可获得纯净产物.

2.2 红外光谱

在3-苯甲酰丙烯酸的红外光谱中，3390 cm-1处的宽强吸收峰，可指定为OCO-H的振动峰. 1706 cm-1处的强吸收峰，可指定为C=O的特征吸收峰. 1667 cm-1处的强谱峰为C=C振动峰.

在N-(3-苯甲酰丙烯酰基)水杨酰肼的红外光谱中， OCO-H振动峰消失，证明酰氯与酰肼发生了反应. 3264 cm-1处的强宽吸收峰，可指定为O-H的特征吸收峰. 3186 cm-1处的强谱峰为N-H的振动峰，1681 cm-1处的强峰为C=O振动峰，1602 cm-1处的强峰为C=C振动峰.

2.3 核磁共振谱

在3-苯甲酰丙烯酸的1H NMR谱图中，8.03处的双峰为PhCOCH= 的1个质子，8.02～8.00处的多重峰为o-PhCH- 的2个质子，7.68～7.64处的多重峰为o-PhCH- 的1个质子，7.57～7.53处的多重峰为m-PhCH- 的2个质子，6.94处的双重峰为 =CH-COOH的1个质子. 在13C NMR中，184.50 处的谱峰可指认为Ph-CO-的C原子，165.66处的谱峰可指认为 -COOH的C原子，133.66为Ph-CO-CH= 的C原子，131.62为PhC-CO-的C原子，129.37为 =CH-COOH的C原子，129.32为p-PhC- 的C原子，126.67为o-PhC- 的两个C原子，124.22为m-PhC- 的两个C原子.

在N-(3-苯甲酰丙烯酰基)水杨酰肼的1H NMR谱图中，11.77处的单峰为 salPh-OH 的1个质子, 11.22处的单峰为 salPh-CO-NH- 的1个质子, 10.91处的单峰为salPh-CO-NH-NH- 的1个质子, 8.06处的多重峰为o-PhCH- 的2个质子, 7.92处的多重峰为o-salPhCH- 的1个质子, 7.89处的多重峰为p-PhCH-的1个质子, 7.72处的多重峰为p-salPhCH- 的1个质子, 7.61处的多重峰为m-PhCH- 的2个质子，7.45处的双重峰为Ph-CO-CH= 的1个质子, 7.16处的双重峰为Ph-CO-CH=CH- 的1个质子, 6.99～6.96处的多重峰为m-salPhCH- 的2个质子. 在13C NMR谱图中，189.94 处的谱峰可认为 Ph-CO- 的C原子, 165.53为 salPh-CO- 的C原子, 161.76为Ph-CO-CH=CH-CO- 的C原子, 158.71为 salPhC-OH 的C原子, 136.90为 PhC-CO- 的C原子, 134.51为p-salPhC- 的C原子, 134.35为 Ph-CO-CH= 的C原子, 133.85为p-PhC- 的C原子, 129.50为o-salPhC- 的C原子, 129.42为Ph-CO-CH=CH- 的C原子, 129.30为o-PhC- 的两个C原子, 129.20为m-PhC- 的两个C原子, 119.75为m-salPhC- 的C原子, 117.67为m-salPhC(OH)=C- 的C原子, 115.58为 salPhC-CO-的C原子.

2.4 抗炎活性

抗炎活性的测试结果见表1. 从表1可见，采用T检验法[16]参照品二氟尼柳的T值为22.000，P值为0.002，与对照组有显著不同(p<0.01). 样品N-(3-苯甲酰丙烯酰基)水杨酰肼的T值为7.639，P值为0.002，也与对照组有显著不同(p<0.01). 样品N-(3-苯甲酰丙烯酰基)水杨酰肼较参照品二氟尼柳抗炎效果更好，其化合物类型值得进一步研究探讨.

表1 N-(3-苯甲酰丙烯酰基)水杨酰肼的抗炎测试结果

*Inhibition / % =[(n-n')/n]×100%，n为对照组右左腿肿胀差，n′为样品组或参照组右左腿肿胀差

3 结语

本文通过傅克酰基化反应合成了3-苯甲酰丙烯酸，再与二氯亚砜反应得到了中间体3-苯甲酰丙烯酰氯，同时以水杨酸甲酯和水合肼为原料合成了水杨酰肼，再用水杨酰肼与中间体3-苯甲酰丙烯酰氯反应得到了终产物N-(3-苯甲酰丙烯酰基)水杨酰肼，并对相关化合物进行了熔点、元素分析、IR、1H NMR和13C NMR表征，测试了其抗炎活性, 抗炎活性值为50.0%.结果表明：N-(3-苯甲酰丙烯酰基)水杨酰肼具有较好的抗炎活性，值得进一步研究探讨.

参 考 文 献

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