（应用化学专业论文）新型含二茂铁基杂环胺Schiff碱的合成与抑菌性能研究.pdf

新型含二茂铁基杂环胺s c h i f f 碱的合成与抑茵性能研究 摘要 自1 9 5 1 年首次发表二茂铁的合成方法以来，对其及其相关衍生物的研 究一直十分活跃。二茂铁衍生物具有诸多生理活性，如抗贫血、抗疟疾、抑 菌、杀虫、消炎和抗肿瘤等。s c h i f f 碱是指由含有醛基与氨基的有机分子缩 合成含亚胺基( - h ；n 一或c r ；n _ _ ) 的一类化合物。s c h i f f 碱具有很强 的生理活性和防止霉菌生长的活性，可以用作抗菌、抗癌、抗肿瘤、抗结核 等的药物；同时该类配合物还具有很高的催化活性、载氧性能和类似于超氧 化物歧化酶( s o d ) 酶的生物活性，对0 2 有很好的抑制作用。将二茂铁与杂 环胺同时引入化合物，合成含二茂铁基杂环胺s c h i f f 碱，必将成为今后二茂 铁衍生物与s c h i f f 碱研究的一个新热点。 乙酰基二茂铁是重要的酰基二茂铁衍生物。1 ，3 ，4 噻二唑是重要的医药 农药中间体，具有杀菌、抗消炎、抗肿瘤、除草、促进植物生长等多种生 物活性。本文总结并优化了乙酰基二茂铁与2 氨基5 取代一l ，3 ，4 噻二唑的合 成、重结晶方法。以乙酰基二茂铁和2 氨基5 取代一l ，3 ，4 噻二唑为原料、甲 苯为溶剂、氮气保护下缩合反应合成s c h i f f 碱。t c l 薄层层析监测反应，硅 胶薄板下层橙红色点为合成产物。用柱色谱分离提纯原料乙酰基二茂铁和产 物，减压蒸馏蒸出溶剂，干燥，密封保存。 1 合成实验部分合成了乙酰基二茂铁缩2 氨基1 ，3 ，4 噻二唑s c h i f f 碱 乙酰基二茂铁缩2 一氨基5 甲基1 ，3 ，4 噻二唑s c h i f f 碱、乙酰基二茂铁缩 2 氨基5 乙基1 ，3 ，4 噻二唑s c h i f f 碱、乙酰基二茂铁缩2 氨基5 正丙基 1 ，3 ，4 噻二唑s c h i f f 碱、乙酰基二茂铁缩2 氨基5 巯基一1 ，3 ，4 噻二唑s c h i f f 碱、乙酰基二茂铁缩2 氨基5 ( 4 吡啶基) 1 ，3 ，4 噻二唑s c h i f r 碱、乙酰基二 茂铁缩2 氨基5 苯基1 ，3 ，4 噻二唑s c h i f f 碱等7 种含二茂铁基杂环胺s c h i f f 碱化合物。并通过元素分析、红外光谱( f t i 鼬、核磁共振氢谱( 1 hn a v i r ) 做 了表征，确证为合成目标产物。 2 抑菌实验比较了7 种含二茂铁基杂环胺s c h i f f 碱对大肠杆菌、金黄 色葡萄球菌，酵母菌、放线菌的抑菌活性。7 种含二茂铁基杂环胺s c h i f f 碱对所选菌种均具有抑菌活性，其中乙酰基二茂铁缩2 氨基5 巯基一1 ，3 ，4 噻二唑s c h i f f 碱的抑菌活性最高。 关键词：乙酰基二茂铁，2 氨基5 取代1 ，3 ，4 噻二唑，s c h i f f 碱，合成，表 征，抑菌 r es e a r c ho nt h es y n t h es i sa n d a n t i b a c t e r i a la c t i v i t i e so fs e v e r a l n o v e lf e r r o c e n es c h i f fb a s e a b s t r a c t s i n c et h ed i s c o v e r yo ff e r r o c e n ei n19 51 ，t h i sm o l e c u l ea n di t sd e r i v a t i v e s h a v ef o u n dr e s e a r c hf o c u s f e r r o c e n ed e f i v m i v e sh a v em a n ym e d i c i n a le f f i c a c i e s ， s u c ha sa n t i t u m o r , a n t i a n a e m i a ，a n t i b a c t e r i a l ，d i s i n f e c t i o n ，a n t i c h l o r i s t i c ，a n t i m - a l a r i aa n do t h e r s s c h i f fb a s ec o n t a i n i n gt h eg r o u p ( c h - - n mo r c r - _ n _ h a ss o m es p e c i a l t i e s s c h i f fb a s e sc a nb eu s e da sa n t i b a c t e r i a l ，a n t i c a n c e r ，a n t i - t u m o r ，a n t i t u b e r c u l o s i sd r u g sb e c a u s eo ft h e i rs t r o n gp h y s i o l o - g i c a la c t i v i t ya n d t h ep r e v e n t i o no ff u n g a lg r o w t ha c t i v i t y ；a tt h es a m et i m e ，t h o s ec o m p l e x e s h a v e g o o di n h i b i t i n ge f f e c to f0 2 b e c a u s eo ft h e i rh i 曲c a t a l y t i ca c t i v i t y 、o x y g e n c o n t a i n i nc a p a b i l i t ya n db i o l o g i c a la c t i v i t ys i m i l a rt ot h es o de n z y m e i tc a nb e p r e f i g u r et h a tt h es y n t h e s i z er e s e a r c ho fs c h i f fb a s ec o n t a i n i n gf e r r o c e n ea n d h e t e r o c y c l i ca m i n ew i l lb ean e wh o t s p o to f f e n j o c e n er e s e a r c ha n ds c h i f fb a s e r e s e a r c h a c e t y l f e r r o c e n y l i sa ni m p o r t a n tk i n do ff e r r o c e n ed e r i v a t i v e s 1 ，3 ，4 一 t h i a d i a z o l ea r ei m p o r t a n ti n t e r m e d i a t eo fm e d i c a m e n ta n dp e s t i c i d e t h e yh a v e t h ea c t i v i t yo fa n t i b a c t e r i a l 、d i m i n i s hi n f l a r n m a t i o n 、a n t i c a n c e r 、w e e d 、 a c c e l e r a t ep l a n tg r o w t ha n ds oo n i nt h i sa r t i c l et h es y n t h e s i z ea n dr e c r y s t a l t e c h n i q u eo fa c e t y l f e r r o c e n y la n d2 - a m i n o 5 s u b s t i t u t e n t 一1 ，3 ，4 - t h i a d i a z o l e a r e s u m m a r i z e d 、o p t i m i z e d a c e t y l f e r r o c e n y la n d2 - a m i n o 一5 一s u b s t i t u t e n t 一1 ，3 ，4 一 t h i a d i a z o l ea r et h em a t e r i a lo fs y n t h e s i z e t o l u e n ei st h ei m p r e g n a n to f s y n t h e s i z e 1 1 1 en e wk i n d ss c h i f rb a s ea r es y n t h e s i z e db yt h ep r o t e c to f n 2 t c l i n s p e c tt h er e a c t i o n t h ep r o d u c t i o no fs a l m o np i n kl sm t h eu n d e r l a y e ro is i l i c a 一l 一一一一一j g e ls h e e t a n dt h e nt h es c h i f fb a s ep r o d u c t i o n s h o u l db es e p a r a t e df r o m a c e t y l f e r r o c e n y lb yf o l i u mc h r o m a t o g r a m a tl a s tt h es c h i f fb a s ep r o d u c t i o n s h o u l db ed e c o m p r e s sd i s t i l l e d ，d e s i c c a t e d 、a i r p r o o fs a v e d 1 i nt h i sa r t i c l e s e v e nk i n d so ff e l l r o c e n es c h i f fb a s eh a v eb e e ns y n t h e s i z e d t h e ya r es c h i f fb a s eb e a r i n ga c e t y l f e r r o c e n y la n d2 a m i n o 1 3 , 4 t h i a d i a z o l e 、 s c h i f rb a s eb e a r i n ga c e t y l f e r r o c e n y la n d2 - a m i n o - 5 一m e t h y l - 1 ，3 ，4 一t h i a d i a z o l e 、 s c h i f fb a s eb e a r i n ga c e t y l f e r r o c e n y la n d2 - a m i n o 5 e t h y l 1 3 , 4 t h i a d i a z o l e 、 s c h i f rb a s eb e a r i n ga c e t y l f e r r o c e n y la n d2 - a m i n o 一5 - p r o p y l - 1 ，3 ，4 一t h i a d i a z o l e 、 s c h i f rb a s eb e a r i n ga c e t y l f e r r o c e n y la n d2 - a m i n o 一5 一m e r c a p t o l ，3 ，4 一t h i a d i a z o l e 、s c h i f rb a s e b e a r i n ga c e t y l f e r r o c e n y l a n d 2 - a m i n o 一5 - ( 4 - p y r i d y l ) - 1 ，3 ，4 一 t h i a d i a z o l e 、s c h i f fb a s eb e a r i n ga c e t y l f e r r o c e n y la n d2 - a m i n o - 5 一p h e n y l - 1 ，3 ，4 - t h i a d i a z o l e t h es t r u c t u r eo ft h ef o u rc o m p o u n d sw e r ec h a r a c t e r i z e db yi r 、 1 h n m 吸a n de l e m e n t a r ya n a l y s i s 2 s e v e nk i n d so ff e r r o c e n es c h i f fb a s e sa n t i b a c t e r i a la c t i v i t yw i t he s c h e r i c h i ac o l i 、s t a p h y l o c o c c u sa u r e u s 、s a c c h a r o m y c e sc e r e v i s i a e 、a c t i n o m y c e t e h a v eb e e ni n s p e c t e d t h er e s u l ti st h a ts e v e nk i n d so ff e r r o c e n es c h i f fb a s ea r e a l lh a v eg o o da n t i b a c t e r i a l a c t i v i t y , e s p e c i a l l y s c h i f fb a s eb e a r i n ga c e t y l - f e r r o c e n y la n d2 - a m i n o 5 m e r c a p t o 1 ，3 ，4 t h i a d i a z o l e k e y w o r d ：a c e t y l f e r r o c e n y l ，2 - a m i n o - 5 一s u b s t i t u t e n t - 1 ，3 ，4 - t h i a d i a z o l e ，s c h i f fb a s e ， s y n t h e s i z e ，c h a r a c t e r i z a t i o n ，a n t i b a c t e r i a la c t i v i t y 医酉型堇盘堂堡堂丝坌皇 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进 行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何 其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究做出重要贡 献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的 法律责任由本人承担。 论文作者签名：工丝墅 日期：2 q q2 生月 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解陕西科技大学有关保留、使用学位论文的规定，同意 学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论 文被查阅和借阅；本人授权陕西科技大学可以将本学位论文的全部或部 分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段 保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：童遣篁导师签名：日期：2 q q2 生旦 1 文献综述 1 1 前言 二茂铁的发现对金属有机化学的迅速发展起着举足轻重的作用【1 1 。由于二茂铁性质 的稳定性、结构和成键状况的独特性，向传统成键作用描述方法提出了挑战，大大激发 了化学家的想象力，这一难题的解决，反过来又推动了金属有机化学的迅速发展。 近年来二茂铁及其衍生物仍是化学家研究的热点之一，活跃在许多研究领域。 1 2 二茂铁 二茂铁( f e r r o c e n e ，简写f c h ) ，又叫双环戊二烯基铁( d i c y c l o p e n t a d i e n yi r o n ) ，是一种 结构稳定、具有芳香性的有机金属化合物。 1 2 1 二茂铁的合成 1 9 5 1 年，p e t e rl p a r s o n 和t h o m a sj k e a l y l 2 】在 n a t u r e ) ) 上首次发表二茂铁的合成 方法。1 9 7 3 年w r n s to t t of i s c h e r 和c e r f f r e yw i l k i n s o n 因确定二茂铁的类三明治结构而 获得n o b l e 化学奖【3 】。 常用的实验室合成法有两种：一种是环戊二烯基钠与氯化亚铁在四氢呋喃中反应 4 1 ； 另种是环戊二烯在二乙胺存在下直接与亚铁盐反应。其产率达8 0 以上，是较好的实 验室制备方法。 工业上生产二茂铁主要采用电解合成法，其具有连续操作的优点。在环戊二烯的二 甲亚砜( 或二甲基甲酰胺) 溶液中以氯化锂( 或溴化钠) 为电解质，于铁正极电解槽中得二茂 铁，产率较高。 1 2 2 二茂铁的物理性质 二茂铁熔点为1 7 3 1 7 4 c ，沸点为2 4 9 ( 2 ，具有类似樟脑的气味。不溶于水，可溶 于甲醇、乙醇、乙醚和苯等有机溶剂中。可进行水蒸气蒸馏；具有较高热稳定性、化学 稳定性和耐辐射性。二茂铁的结构为一个铁原子处在两个平行的环戊二烯的环之间，在 固体状态下两个茂环相互错开，成全错结构，温度升高时则绕垂直轴相对运动。 二茂铁的分子结构和成键方式已用x 射线衍射法和分子轨道法进行了详细的研究 【5 1 。二茂铁是夹心结构7 【型配合物，两茂环相互平行，中间夹一铁原子，是一稳定分子。 其晶体结构随温度不同而异，室温下为单斜晶系，9 8 k 时为正交晶系，两茂环完全重叠， 其旋转能叠很小，约4 k j m o l ，因此在溶液中，二茂铁两个茂环的旋转是自由的。 两茂环呈正五边形，环内c c 间距为0 。1 4 1 n m ，c f e 间距为0 2 0 4 n m ，二个茂环平 行距离为0 3 3 2 n m 。二茂铁中两个茂环间距较远，说明各茂环内碳原子i 商q ( c 。c ) 的作用力 超过铁原子与各碳原子间( c f e ) 的作用力，因此可认为二茂铁的分子轨道经以下组合： 首先是茂环上的五个p 轨道经线性组合形成两个兀分子轨道；其次由两个茂环中对称性 相当的分子轨道一一匹配组成配体群轨道；最后由茂环的配体群轨道与铁原子的价电子 轨道按对称相当原则，匹配成二茂铁的分子轨道。 1 2 3 二茂铁的化学性质 二茂铁的化学性质稳定，与芳香族化合物相似，容易发生取代反应，可进行磺化、 烷基化、酰基化等反应，从而可制备一系列用途广泛的衍生物【6 】： ( 1 ) 金属化反应 二茂铁可与氢氧化钠、氢氧化锂等金属化合物反应生成环戊二烯基金属化合物。 ( 2 ) 酰基化反应 二茂铁与酸酐反应可被酰基化，由于酰基又有拉电子效应，致钝了环戊二烯环，因 此不易得到同环的二酰基二茂铁，主要得到异环双取代产物。 ( 3 ) 烷基化反应 烷基化反应是由二茂铁直接制得烷基二茂铁的方法，但是由于烷基是给电子基团， 致活了环戊二烯环，因此在生成单烷基物的同时也生成多烷基物。需要用减压蒸馏法或 气相色谱法加以分离。 ( 4 ) 磺化反应 二茂铁用等摩尔氯磺酸在醋酸酐中进行磺化或用等摩尔二氧六环三氧化硫络合物 在二氯甲烷中进行磺化可以得到二茂铁磺酸。 另外，二茂铁被氧化为正离子后阻碍了亲电取代反应，而且它在路易斯酸碱催化剂 的作用下可发生配位体交换反应。例如，在三氯化铝存在下加热二茂铁的苯溶液，则可 形成苯环环戊二烯基铁( i i ) 阳离子。 1 3 二茂铁及其衍生物的应用 由于二茂铁衍生物结构和性质的特殊性，使得该类化合物在生物学、医学、微生物 学等方面都得到了广泛的应用【7 捌。 1 3 1 用作燃料的节能消烟剂、抗爆剂 将二茂铁及其衍生物添加到固体、液体或气体燃料中，都能发挥其助燃、消烟和抗 爆等作用，尤其是对燃烧时产生大量烟尘的烃类，效果更为显著。二茂铁及其衍生物添 加到煤油或柴油中，仅0 1 1 ( 重量) 的用量，就可平均节油1 4 ，且使发烟量减少4 0 一- 7 0 ，车辆功率提高1 0 ，而且在燃烧中还有促进c o 转化为c 0 2 的作用，同时可提高 燃烧热，增加功率，从而达到节能和减少大气污染的作用。 1 3 2 用作敏化剂 2 二茂铁及其衍生物或聚二茂铁化合物微量加入到一些材料中，可以增加其敏化性能。 例如聚乙烯二茂铁的氯苯溶液用涂敷法制成半导体掩膜版的氧化铁透明掩膜，不仅效率 高，而且无毒。使用电子束制版，比氧化铁提高感光灵敏度1 0 0 0 倍，不仅可除去剧毒的 五羰基铁，而且可使制版工艺大大简化。乙烯二茂铁和甲基丙烯酸甲酯的共聚物是一种 优良的复印纸张光敏剂，可大大提高复印纸的清晰度。二茂铁及其衍生物作为光敏剂加 入到农用塑料薄膜中，可使降解周期与农作物的生长期同步，英国的伯明翰大学及上海 有机化学所作了大量的研究工作。 1 3 3 在医药上的应用 在生物活性方面，二茂铁衍生物结构和性质的特殊性主要表现在以下几个方面： ( 1 ) 具有亲油性，能顺利地通过细胞膜，为其与细胞内各种酶的作用提供了条件； ( 2 ) 具有芳环的一些性质，易发生取代反应； ( 3 ) 具有一般化学药品所不具备的低毒性； ( 4 ) 具有氧化还原可逆性，所以能在酶的作用下参与代谢作用。 因此，二茂铁衍生物可应用于以下几个方面： ( 1 ) 用作新型抗贫血剂； ( 2 ) 修饰后的二茂铁衍生物具有某种特殊生物活性，如高的抗白血病活性； ( 3 ) 用作抗肿瘤剂； ( 4 ) 用作杀菌剂。另外还可以用作杀虫剂、植物生长调节剂、抗溃疡、抗痉挛和酶 抑制剂等。 1 3 4 催化剂 将二茂铁和钾吸附在活性炭上作为合成氨催化剂，可使合成氨反应在缓和的条件下 进行，二茂铁的含量增加，催化剂的活性也随之增加。在甲苯氯化反应中，用二茂铁催 化剂，可以增加对氯甲苯的产率。在气相法制备碳纤维的过程中，以二茂铁作催化剂， 可以获得高质量的碳纤维产品由二茂铁合成的乙烯基二茂铁和某些二茂铁烯类对含有交 联剂和过氧化物引发剂的不饱和聚酯树脂有催化作用，可加速树脂的交联和变硬。在乙 烯基二茂铁存在下，甲基丙烯酸甲酯聚合物的转化率可达1 0 0 ，苯酚的羟基化在乙烯 基二茂铁或1 ，1 二乙酰基二茂铁的催化下可达9 5 。甲基丙烯酸甲酯及丙烯腈的本体聚 合，在二茂铁、四氯化碳及苯存在下转化率可增加。 1 3 5 在生化和分析上的应用 经二茂铁合成的二茂铁基酮及其衍生物对细菌、真菌、酵母等有较大的抗微生物活 性。二茂铁还可用于银、钒、汞、铅等金属元素的安培法滴定分析中，用二茂铁作为p d 4 + 安培法滴定剂时，可排除碱金属和碱土金属的干扰，二茂铁还成功地用作在钯存在下用 分光光度计测定铱的试剂和紫外光分析中的吸收剂。 1 4 二茂铁研究的几个热点 且甲苯磺酰基在合环后的芳化中易离去。如二茂铁基吡咯衍生物的合成【1 0 1 ，在异腈化反 一一娜铲眨如卜乒一 4 文献还报道了二茂铁基酮肟f c c ( c h 2 r ) = n o h ( f c = - 茂铁) 和乙炔在d m s o - k o h 体系中也可制得二茂铁基吡咯衍生物，实验表明采用微波可使其产率大大提高： c h h 叫撰仙住叫 不饱和酮f e c o c h = c h r 可用来合成多种杂环化合物，其在醋酸中与水合肼或在吡 啶中与苯肼通过环加成反应都可生成二茂铁基吡唑衍生物，收率较高蚴： 譬僦一器啊黜 裔啊谣 r 二茂铁基丙烯醛或丙烯腈也可在水合肼中关环生成吡唑衍生物，3 一氯- 3 一二茂铁基丙 烯醛与水合肼或3 。氯3 二茂铁基丙烯腈与水合肼环化生成二茂铁基吡唑衍生物： 吵彳删 a rr = c h o ，c n 吼n i l 2 重要作用，二茂铁基四唑 唑在醋酸中脱水而得【1 4 】： 平c h o h + 万型 n b 含氮原子和氧原子的含二茂铁基杂环化合物 f c c o c h = c h r ( r = f c ，p h ，2 - t h i e n y l ) 不仅可用于合 在乙醇中，在强碱作用下能关环为异嗯唑杂环【1 5 1 ： c o c 一 一2 一a r l 成吡唑、嘧啶环，且它和盐酸羟胺 氰基二茂铁和带有手性中心的氨基醇在催化量的z n c l 2 存在下回流7 2 h ，经s i 0 2 柱 层析提纯，可得手性二茂铁基嗯唑啉化合物a ，收率1 5 , - 4 0 。与此相类似，二茂铁甲酰 氯和手性氨基醇作用，先生成相应的酰氨衍生物b ，其在氯化亚砜作用下合环，用k 2 c 0 3 中和，可生成手性化合物o 芦) ( 4 ，5 二苯基嗯唑啉2 基) 二茂铁c 【1 6 1 ： - - - c n 和n h 2h 淼蔚妒帆 擎1 沁乒 p hk 2 c 0 3 j l - 奎宁环与二茂铁甲醛缩合产物与脲或肼通过 4 + 2 1 的环加成反应，也可生成具有较好 生物活性的稠合杂环衍生物1 7 】： 一眼三p ；c c 含硫杂环化合物 以3 氯3 二茂铁基丙烯醛( 或腈) 为原料，与巯基乙酸( 酯或酰胺) 【1 羽，硫氰酸铵1 3 1 反 应，可直接合成含硫的杂环化合物： a，-。 r i = c h o ，c n f c 岳c 腿。十瑚c h 2 c h o r 2 骂f 趔少c o r 2 裟盟一 ，r 2 f 1，勰 +f卜之。、n野r1=札ci-nioh2,cnfcc=ci-iri n h 4 s c n+ + t o 弋。醐n h 2 近年来，把二茂铁基作为大环化合物骨架的一个组成部分，受到特别的关注。二茂 铁甲醛是合成二茂铁衍生物的重要原料，其与二硫醇化合物在路易丝酸催化下，可生成 含二茂铁基的硫缩醛冠醚化合物，收率在6 0 - - - 9 0 之间【1 9 1 ： 譬伽黼暨3 壮篇- - - o - - 蕊 恸一 1 4 2 含二茂铁基s c h i f f 碱 s c h i f f 碱主要是指含有碳氮双键的亚胺或甲亚胺特性基团( - i 之c _ n ) 的一类化合 物。s c h i f f 碱类化合物具有抑菌、抗肿瘤、抗病毒的生物活性，且其生物活性与金属的 配合物有关，一直是引人注目的研究对象。目前，s c h i f f 碱类化合物及其配合物在医药、 催化、分析化学、腐蚀以及光致变色、液晶等领域有着重要的应用。 含二茂铁基s c h i f f 碱研究是二茂铁衍生物及s c h i f f 碱类化合物研究的又一个热点， 6 它可以通过酰基二茂铁与胺的亲核加成消除反应得到，对于这方面的研究，曾报道过甲 酰基二茂铁及乙酰基二茂铁与脂肪胺的反应，但对于甲酰基二茂铁或其他酰基取代二茂 铁与杂环胺的反应，取得的成果甚少，有必要对其进行更深入的研究。 a 二茂铁基直接与亚胺基相连的s c h i f f 碱化合物 l a l l a nm i s h r a 等合成了甲酰基二茂铁s c h i f f 碱，并研究了其电化学性能，以透射电 镜观测其表面为单相、多孔物质，粒径约l t t m 2 川： c l k j ，d m s o c l 卜d m s o c d f 固 黧暑= ：k l u d m i l al t r o i t s k a y a 等合成了存在3 个原子桥的( c - n p d ) 环钯化合物，并研究了其 在催化中的应用【2 1 1 ： f ef c s o n i ap 6 r e z 等研究了骨架分别为二茂铁和苯基的环钯化、环铂化合物中o ( c - m ) 键的 稳定性因素。并认为环金属化合物的红外光谱图中，c 一- - - n 基团出峰在1 5 3 3 c m 1 处【2 2 1 ： h n i m s m e c i h 仁i t , p d j o s 6 m v i l a 等合成了含有三个二茂铁基的环钯化合物2 3 1 ： 萨王蜉 幽p - p d 沪- - - 偷 j a r o s t a wl e w k o w s k i 等以二茂铁甲醛与苄胺化合物合成s c h i f f 碱，而后与h 3 p 0 2 反 应合成系列带有磷酯基团的化合物阱，2 5 1 ： 7 琵 中 硭面 并首次与腺苷反应得到酯： 咫 黔n 一沁n 蝈 一瑚一迥硼一，众， lr ：一n h k 艮n h 一，太j l i n 7 岔 + 一一 岔r f e 鳓扩一：r 仑伽仑一s cr 仑o h 仑c o o h 一_ - c 岔瓣_ n _ c h 瑶ck 嚣一c h 2 - c h z - - - ， 一一 8 m r阳 砌 【! ： 2 一 o p 一 3 一重：f 弧n 一 k 毫1 i堑 臼 一 & 旷c n 。岔明：n r 删 否川叩一一 k h c 2 h 5n 1 2 c 1 3 c o c 0 2 c c l 3 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 一i i d m f c h 2 c 1 2 n a r a 1 c 1 3 e c h l 赶p h ，p - c l p h , o - c l p hp - n 0 2 p hl 扩f e + 箸一c r = n a 刚 萨勰一学 以。 上m 啦c 卜n 当 蕾f e+ 缸c h 2 - - n , - 1 2 一季巷 9 一 嘶驭 删 呲驭 b a o x i a ny e 等以二茂铁与重氮盐反应得到氨基苯基取代的二茂铁，并与芳醛缩合得 到下列化合物3 5 】： 蓦一萝卜诺一 o h f 纩c u 9 r n 屯 一 胡平，赵可清等将对二茂铁基苯胺与一系列烷氧基苯甲醛反应制得了单取代二茂铁 s c h i f f 碱型液晶化合物【3 6 】： 萨fo o h 心o c n i - i ：n 。一 + h 7 一1 。 。 1 h o c m t 铲：删 熊俊如等以f c c 6 i - 1 4 c 0 2 c 6 h 4 c h o 口c ，二茂铁基) 与c 4 h 9 0 c 6 h 4 - n h 2 为原料合成 1 0 了具有晶型结构的二茂铁衍生物 3 8 】： 心趾叫，c h o + h 小 乙酰基二茂铁 - - 茂铁。因此，薄板中从上到下依次为淡黄色的二茂铁，橙 黄色的乙酰基二茂铁及橙红色的含二茂铁基杂环胺s c h i f f 碱。淡黄色的二茂铁与橙黄色 的乙酰基二茂铁( 二茂铁与乙酰基二茂铁极性较接近，未能分开，且含量很少) 混合出现 在薄板的上层，橙红色的产物在下层。 实验中取样观测时，下面的橙红色点渐渐扩大，橙黄色点颜色变浈( 大小基本不变) 。 1 0 1 2 h 后橙红色点基本上不再变大。反应合成产率在3 83 7 28 ，如下图所示，实验 中橙红色点较小橙黄色点较大，可能是因为硅胶对含二茂铁基杂环胺s d f i f f 碱的吸附 能力较强，对乙酰基二茂铁的吸附能力较弱。因而乙酰基二茂铁的橙黄色点在硅胶板上 扩撤得较大，而含二茂铁基杂环胺s c i l i 行碱的橙红色点在硅胶板上扩散得较小。 薄层色谱监测实验应用如图2 - 2 3 ： 图2 2 3 薄层色谱应用 f i 9 2 - 2 3u s eo f f o l i u mc h r o m a t o g r a m 2 2 6 柱色谱分离提纯产物 本实验采用硅胶作为吸附剂，以尽可能少的乙酸乙酯：石油醚= 1 ：3 混合溶剂为溶剂装 柱，阻体积比乙酸乙酯：石油醚= l ：3 的混合溶剂及无水乙醇作为展开剂、洗脱剂对反应后 的混合物进行过柱处理。在洗脱过程中，随时用薄层层析来检验流出液的组成，并精确 地接收每一段的流出液并进行减压浓缩处理。 实验利用柱色谱分离原料杂质，提纯产物，将原科与产物混合的( 甲苯) 溶剂上柱分 离，待含原料与产物混合的溶剂留入硅胶柱后，倒入乙酸乙酯：石油醚= 1 ：3 混合展开剂 展开。淡黄色的二茂铁首先流出橙黄色的乙酰基二茂铁与产物渐渐分开待分开后倒 入无水乙醇将产物和杂质乙酰基二茂铁洗出，流出橙黄色的乙酰基二茂铁后，收集橙红 色的产物。 原料与产物的柱色谱分离如图2 - 2 4 ： 图2 2 4 柱色谱应用 f 啦- 2 4 u s e o f c o l u n m i a l i o nc h r o m a m g r a m 2 3 本章小结 ( 1 ) 本章优化并总结了乙酰基二茂铁与2 一氨基- 5 一取代1 ，3 一噻二唑的合成，最终合成 了7 种2 氨基- 5 取代1 ，3 , 4 一噻二唑，并与乙酰基二茂铁缩合合成了7 种来见文献报道的 含二茂铁基s c h i f f 碱：乙酰基二茂铁缩2 氨基1 ，3 , 4 耀二唑s c h i f r 碱、乙酰基二茂铁缩 2 氨基- 5 甲基- 1 , 3 , 4 - 噻二唑s c h i f f 碱、乙酰基_ 二茂铁缩2 - 氨基- 5 一乙基一1 ，3 , 4 一噻二唑s c h i f f 碱乙酰基二茂铁缩2 氪基5 正丙基1 ，3 ，4 疃二畔s c h i f f 碱己酰基二茂铁缩2 一氨基- 5 巯基一1 ，3 ，4 - 噻二唑s c h i f f 碱、乙酰基二茂铁绵2 一氨基5 一( 4 一吡啶基) 1 ，3 , 4 噻二哗s c h i f f 碱 ，乙酰基二茂铁缩2 一氨基一5 一苯基1 ，3 , 4 噻二唑s c h i f f 碱。并通过元素分析、i r 谱、1 h n m r 谱对其结构进行了表征。 ( 2 ) 无水无氧反应条件：本章自己设计了一套简易的无水无氧反应装置用于s c h i f f 碱 的合成。实验发现，反应条件对含二茂铁基杂环胺s c h i f f 碱的合成有很大的影响，敞开 式的反应条件下反应很难发生或发应转化率较低。采用氮气保护下的密闭反应条件有利 于反应正向的进行。因此，实验前需将仪器，原料严格干燥。 f 3 ) t c l 监测实验进程。橙红色点出现在扳下层，橙黄色点出现在板上层。实验中橙 红色点较小，橙黄色点较= ：i _ ：，可能是因为硅胶对台二茂铁基杂环胺s c h i f f 碱的吸附能力 较强，对乙酰基二茂铁的吸附能力较剥。因而乙酰基二茂铁的橙黄色点在硅胶板上扩散 得较大，而含二茂铁基杂环胺s c h i f f 碱的橙红色点在硅胶扳上扩散得较小。 “) 薄层色谱分离提纯产物。上柱后，以石油醚：乙酸乙酯为第一剂洗脱使产物与 原料分离，洗出未反应的乙酰基二茂铁。以乙醇为第二剂洗出产物，然后减压蒸馏蒸除 溶剂。 ( 5 ) 实验中发现，产物放置过久后取样薄层色谱发现叉出现橙黄色的原料乙酰基二茂 铁生成。且产物的核磁谱图中7 75 处均有小的吸收峰( 为a r - n h ，吸收峰，说明有原料 氨基噻二唑存在) 。说明合成产物台二茂铁基杂环胺s c h i f f 碱不稳定，空气中保存，吸水 后缩合反应易向逆反应方向进行。因此提纯后产物应密封保存，保持存放环境的干燥。 ( 6 ) 因为产物不稳定，在溶剂中不宜存放过久，合成后因立即上柱分离，分离后减压 蒸馏蒸出产物，干燥后密封保存。 3 含二茂铁基s c h i f f 碱的抑菌实验 3 1 实验部分 3 1 1 原料和规格 表3 - 1 实验原料和规格 t a b 3 1m a t e r i a la n ds t a n d a r du s e df o re x p e r i m e n t 3 1 2 主要仪器和设备 表3 - 2 实验仪器和设备 t a b 3 - 2i n s t r u m e n t sa n da p p a r a t u su s e df o re x p e r i m e n t 3 1 3 抑菌圈实验 本章通过抑菌圈法【6 9 1 实验比较了合成化合物对大肠杆菌c 西c 而p ，记办曲c o l i ) 、金黄色 葡萄球菌( s t a p h y l o c o c c u sa u r e u s ) ，酵母菌( s a c c h a r o m y c e sc e r e v i s i a e ) 、放线菌 ( a c t i n o m y c e t e ) 的抑菌活性。 抑菌实验中将合成的乙酰基二茂铁缩2 一氨基1 ，3 ，4 噻二唑s c h i f f 碱，乙酰基二茂铁 4 7 睦吐垂 拄矗芏鲣圭堂丝丝窑 缩2 一氨基- 5 - 甲基- 1 ，3 ，4 噻二唑s c h i f f 碱乙酰基二茂铁缩2 氨基5 一厶基一1 3 0 噻二唑 s c h i f f 碱、乙酰基二茂铁缩2 一氨基一5 一正丙基- l ，3 ，4 一噻二唑s c h i f f 碱、乙酰基二茂铁缩2 氢基一5 一巯基一1 ，3 ，4 - 噻二唑s c h i f f 碱、乙酰基二茂铁缩2 - 氨基一5 一( 4 一吡啶基) 1 ，3 , 4 噻二唑 s c h i f f 碱，乙酰基二茂铁缩2 氮基- 5 - 苯基- 1 ，3 ，4 一噻二唑s c h i f f 碱7 种s c h i f f 碱化合物编号 如表3 - 3 ： 表3 - 3s e h i f f l & 4 e f f 枷编号 t a b 3 3s e n a l 哪h e r o f s e h i 口b a s e s c h i f f 碱化台物 编号 乙酰基二茂铁缩2 - 氨基- i 3 , 4 - 噻二唑s e h i f f 碱 乙酰基二茂铁缩2 - 氮基j - 甲基- i 。3 ，4 - 噻二唑s c h i f f 碱 乙酰基二茂铁缩2 - 氮基- 5 - 乙基- 1 3 4 噻二唑s c h i f f 碱 乙酰基二茂铁缩2 氮基一5 一正丙基- 1 3 ，4 - 噻二唑s c h i f f 碱 乙酰基二茂铁缩2 - 氨基- 5 - 巯基一i 3 , 4 - 噻二唑s e h i f f 碱 乙酰基二茂铁缩2 氨基- s - ( 4 吡啶基 1 3 j 噻二唑s c h 泔碱 乙酰基二茂铁缩2 - 氨基- 5 一荤基- 1 3 , 4 一噻二唑s e h i f f 碱 大肠杆( e s c h e r i c h i ac o t i ) ，金黄色葡萄球菌( s t a p h y l o c o c c u sa u r e u s ) ，酵母菌 ( s a c c h a r o m y c e sc e r e v i s i a e ) 、放线菌叫c t i n o m y c e t e ) 菌种如图3 - 1 ： 圈3 - 1 太肠杆菌金黄色葡萄球茵、酵母茵，救残茸茸种 f 1 9 3 1t h e b a c t e r i u ms e e d0 f e s c h c r i e h i a c o l i 、s 协p h y i o e o c c u sa u i l e u $ s a c c h a r o m y c e se e r e v i s i a e 、a c t i n o m y e e t e a 培养基的制各 ( 1 ) 牛肉膏琼脂培养基 7 0 i ( 大肠杆苗金黄色葡萄球菌培养用) 培养基组成：牛内膏5 9 、蛋白胨1 0 9 、氯化钠5 9 、琼, 脂n 2 0 9 ( 培养液中不加琼脂) 。于 烧杯中加蒸馏水约5 0 0 m l ，加入蛋白胨，加热溶解。取载玻片，用于称取牛肉膏，将两 者一同放入烧杯中，加热溶解，加入琼脂、氯化钠，待溶解后加水至1 0 0 0 9 。待溶液冷却 至室温，以1 0 n a o h 调节p h - - - 7 5 7 6 ( 加热杀菌后，p h 下降0 3 o 4 ) 。补充蒸发水分。分 装。1 2 0 高压灭菌3 0m i n ，备用。 ( 2 ) 马铃薯糖琼脂培养基( 酵母菌放线菌培养用) 培养基组成：马铃薯2 0 0 克、葡萄糖2 0 9 、琼脂1 0 9 ( 培养液中不加琼脂) 。把马铃 薯洗净去皮，取2 0 0 克切成小块，加水1 0 0 0 毫升，煮沸半小时后，补足水分。在 滤液中加入1 0 克琼脂，煮沸溶解后加糖2 0 克( 用于培养霉菌的加入蔗糖，用于培养 酵母菌的加入葡萄糖) ，补足蒸发水分，把培养基的p h 值调到7 2 7 4 。分装，1 2 0 ( 2 高压灭菌3 0m i n ，备用。 b 生理盐水的制备 取n a c l 0 8 5 9 ，加蒸馏水至1 0 0 m l ，摇匀，分装，1 2 0 高压灭菌3 0m i n ，备用。 c 菌种的活化与扩培 ( 1 ) 开启紫外灯3 0 r a i n ，进行超静工作台消毒工作。 ( 2 ) 将融化的培养基倒入培养皿中，待凝。 ( 3 ) 将斜面菌种接种到培养基上，3 7 活化2 4 h 。 ( 4 ) 选取单个菌落，再接种到适量培养液中，培养2 4 h 后备用。 d 菌悬液浓度的测定 ( 1 ) 用圆筒平板菌计落数法【删测定细