水杨醛缩5-氨基水杨酸Schiff 碱及其稀土配合物合成、表征和抑菌活性

李璐 温永清 赵长玉(天津包钢稀土研究院有限责任公司，天津 300300)

0 引言

现阶段因为稀土配合物抑菌谱广以及杀菌能力强的优势，将其作为杀菌与消炎药物的研究效果较为显著。据大量实验证实，稀土金属离子与Schiff 碱组合而成的稀土配合物具有一定的生物活性，能抑制细菌生长、抗病毒以及抗肿瘤，其生物活性比Schiff 碱化合物明显较高。本文研发的水杨醛缩5-氨基水杨酸Schiff 碱及其稀土配合物合成，在以往文献报导中未见，对其结构予以表征过程中，通过对测试技术摩尔电导、元素分析、1H-NMR 以及IR 等应用，对它们的抑菌活性进行初步考察，这对于获取毒性更小、耐药性更低以及抗菌性更强的药物是非常有利的。

1 实验部分

1.1 试剂和仪器

醋酸稀土盐、无水乙醇、氨基水杨酸以及水杨醛等试剂均为分析纯，这些实验试剂主要依据相关规定配制；实验仪器共选取了四种，包括瑞士生产的超导核磁共振仪BruckDRX300，美国生产的红外光谱仪Varian640-FTIR，德国生产的元素分析仪VARIOEL 以及北京生产的数字显示显微熔点测定仪X-4；供试菌种：营养琼脂以及标准菌株(变形杆菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌)。

1.2 合成配体

将约3.0628 克的0.02mol 60mL 无水乙醇与PAS 加入到锥形瓶中，搅拌后混合均匀。再于锥形瓶中加入水杨醛0.02mol，进而形成大量橘红色不定型沉淀，放在一处反应至半小时。过滤掉反应生成的沉淀，淋洗2 至3 次，可采用水乙醇执行此操作，在30℃恒温真空干燥箱中放置滤饼干燥至规定重量。用无水乙醇重结晶，获得(HL)水杨醛缩氨基水杨酸配体熔点为184～186℃的橘红色针状结晶，75.2%为其产率。

1.3 合成配合物

在150mL 的圆底烧瓶中加入50mL 热的无水乙醇与约为0.5144 克的0.002mol 的HL，搅拌溶解。再在20～30mL 的无水乙醇溶液中加入0.002mol 的醋酸盐，使其充分溶解。在圆底烧瓶中滴入醋酸盐乙醇溶液，圆底烧瓶中再滴加搅拌过程中，会有黄色沉淀物缓缓出现，然后搅拌持续3～5 小时，使其充分反应。溶液趁热过滤，停止加热回流，用热的无水乙醇对沉淀物质洗涤3～5 次，保证每次量在10mL 左右。干燥的配合物纯口在沉淀减压真空干燥后可得到，62.0%为其产率。

1.4 测试抑菌性能

在营养琼脂培养基表面分别用取菌环连续划线接种变形杆菌、金黄色葡萄球菌以及大肠杆菌，在37℃恒温箱培养1440 分钟备用。将浸过药液的滤纸用，在无菌环境下，于培养基表面用镊子夹取贴附，对滤纸片轻压使其贴平。在此过程中要注意，需要培养三张皿贴在150cm 内，控制每张滤纸片距离要大于50mm，皿边缘距离纸片中心要大于25mm。待完全处理好滤纸片后，于15 分钟内在37℃恒温箱内放置培养1440 分钟，并同时实施空白实验与平行实验两次，待1440 分钟对抑菌圈直径进行测量，得到其平均值，通过抑菌圈的大小可以量度配合物抑菌能力的大小。

2 结果与讨论

2.1 测定配体及配合物摩尔电导率与元素分析

对配合物与配体的N、H、C 含量用元素分析仪予以测定过程中，可使用EDTA 配位滴定法对稀土含量进行测定。用电导率仪测定配置的10-4mol/L 样品的25℃电导率。得到的结果显示，对于计算值，元素分析测定值与其较为吻合，主要由水分子、两个Schiff 碱配体以及一个中心金属离子组成，即为[C28H20N2O8RE]·2H2O，配合物通过摩尔电导值表明，主要为非电解质化合物。在热的无水乙醇、DMSO、DMF 中比较容易溶解氨基水杨酸Schiff 碱，不易在氯仿、环己烷、苯以及无水乙醚中溶解，在无水乙醇、无水甲醇中会出现微溶现象，在空气中较为稳定。而与其不同的是，稀土配合物易溶于DMSO 以及DMF中，在空气中较为稳定，在有机试剂无水乙醚、丙酮、无水乙醇以及无水甲酸中溶解较难。

2.2 红外光谱

通过红外光谱数据得知，配体及配合物，在3438cm-1处出现了Schiff 碱配体缔合羟基吸收峰，在2800～3100cm-1处出现了分子内氢键的宽吸收峰，在1610cm-1处出现了Schiff 碱内的C=N 特征尖峰。因为分子内氢键的形成，Schiff 碱增强了体系的共轭作用，逐渐减弱了羧基C=O 双键性质，C—O 键可以增加，具有部分双键的性质。配体中不仅有羧基对称伸缩振动νa(COO-)峰出现在1152cm-1处和不对称伸缩振动νas(COO-)峰出现在1228cm-1处，还有C=O 特征峰出现在了1709cm-1处。配合物的红外表征与配体相比，在3421.7 至3432.4cm-1处有宽而强的υO—H振动峰出现，说明配合物具有与金属离子发生配位的水分子；而由于羧基对称伸缩振动与不对称伸缩振动差异性不大，证实其在配位过程中并没有参与。

2.3 1H-NMR谱

δ5.95(s,1H, Ph-OH)在配体的1H-NMR 中为水杨醛上的—OH，没有出现在配合物形成后，即表示与红外数据分析结果相符，与金属离子发生了配位；待形成配合物后，δ11.38(s,1H, Ph—OH)已逐渐向低场移动；待形成配合物白带，δ6.92～7.85(m, 7H,Ph—H)因为苯环的大共轭体系的化学环境出现了转变，导致其向低场位移；待形成配合物后，因为C=N 中氮原子参与配位，导致氮原子的电子云密度已经逐渐向低场移动；待形成配合物后，配体的δ12.58(s,1H,—COOH)为δ13.14(s,2H,—COOH)，导致其微微向市场移动。

2.4 抑菌活性

对抗菌药物体外抑制细菌生长效力进行测定的实验即为体外抑菌实验，其主要是对药物的抑菌性能进行评价。本研究对合成的镧配合物抑菌效果进行初步考察过程中，开展了抑菌圈试验，该试验效果较为明显且成本低廉、操作简单。通过实验证实：在变形杆菌、金黄色葡萄球菌惟及大肠杆菌中，PAS、Schiff 碱及其稀土配合物的抑菌活性较为显著；随着浓度的不断增加，它们的抑菌活性也会增强；抑菌活性在形成的配合物中出现了明显的增强，即对于氨基水杨酸的抑菌效果，Schiff 碱与先导物没有太太差别，但形成配合物后，明显增强了活性，表示配体与稀土元素间有协同作用。同时与重稀土配合相比，轻稀土的抑菌效果更好，在原子序数的增加下，逐渐降低了抑菌效果，表现最好的就是镧配合物的抑菌效果。

3 结语

在无水乙醇中，氨基水杨酸和水杨醛合成了(HL)水杨醛缩5-氨基水杨酸Schiff 碱，并和醋酸稀土盐融合为新的稀土配合物。对合成的Schiff 碱及其配合物开展抑菌活性测试得知，可以在不同程度上抑制所试细菌，且配合物活性增强较为明显。在本研究中，作为筛选出低毒、高效的药物，轻稀土配合物，有待进一步实施结核杆菌测试，从而提供有力的参考依据，促进药物的研究。