过渡金属胱氨酸水杨醛Schiff碱配合物的合成及抑菌活性

1、第21卷第6期2010年11月化 学 研 究CH EM ICA L R ESEA RCH 中国科技核心期刊hx y jhenu. edu. cn过渡金属胱氨酸水杨醛Schiff 碱配合物的合成及抑菌活性李 艳, 孙绍发, 吴鸣虎(咸宁学院化学与生命科学系, 湖北咸宁437100摘 要:合成了三种胱氨酸水杨醛Schiff 碱H 2Cys sal 过渡金属配合物Cu (Cy s sal 、Co (Cys sa l 、M n (Cy s sal ; 利用元素分析、紫外光谱、红外光谱、摩尔电导测定了其组成和结构; 利用荧光光谱评价了其荧光特性, 利用生物活性试验测定了其生物活性. 结果表明, 三种配合

2、物都能强烈猝灭牛血清白蛋白(BSA 的内源荧光; 配合物对金黄色葡萄球菌(S. A ur eus, 革兰氏阳性菌 , 大肠杆菌(E. Coli, 革兰氏阴性菌 , 枯草杆菌(B. Subtilis, 革兰氏阳性菌 , 绿脓杆菌(P. A erug inosa, 革兰氏阴性菌 均有不同程度的抑菌作用. 关键词:胱氨酸; Schiff 碱; 过渡金属配合物; 生物活性中图分类号:O 621. 3文献标识码:A文章编号:1008-1011(2010 06-0026-04Synthesis of T ransition Metal C om ple xes w ith Schiff Base of S

3、alicylalde hyde C ystine and Evaluation of Their Antibacte rial ActivityLI Yan, SUN Shao fa, WU M ing hu(Dep artment of Chemistr y and L if e S cience , X ianning College , X ianning 437100, H u bei , China Abstract:T hr ee new transition m etal com plex es w ith Schiff base of salicy laldehy de cys

4、tine (H 2Cy s sal Cu(Cys sal , Co(Cys sal , M n(Cys sal w ere sy nthesized. T he composition and structure of the pro ducts w ere analyzed by means o f ultraviolet spectro metr y, infrared spec tr ometry, elem ental analy sis, and molar conductance test. T he fluorescent char acteristics of the com

5、plex es w ere ev aluated w ith a fluo rescence spectro meter. T he antibacterial activity of the products w as evaluated by conducting biolog ical activity tests. It was found that the three kinds o f com plex es w ere all able to strong ly quench the fluo rescence of bov ine serum albumin (BSA . Be

6、sides, they w ere able to inhibit staphylococcus aureus, escherichia co li, bacillus subtilis, and pseudo monas aeruginosa to varied ex tents.Keywords:cystine; Schiff base; transition metal com plex ; antibacterial activity氨基酸Schiff 碱是一类重要的生物配体, 对其金属配合物的研究有助于了解生物体中氨基酸与金属离子间的键合作用1-2. 氨基酸水杨醛Schiff 碱金属

7、配合物作为维生素B 催化氨基酸酶反应的模拟体系已引起人们的普遍重视, 此类化合物具有良好的生物、生理活性, 它的抗菌、抗癌活性以及催化氨基转移和外消旋化的作用引起了人们极大的兴趣3-5. 近年来, 含硫Schiff 碱的配合物在配位化学、生物无机化学等方面越来越引起配位化学界的重视; 现已发现, 许多以S 、N 或O 、S 、N 为配位原子的配合物具有抗癌、抗病毒、杀菌等生物活性6-7. 以往研究中, 含硫Schiff 碱大多从缩氨基脲及其衍生物出发来进行合成, 而以含双硫原子收稿日期:2010-08-07.基金项目:湖北省教育厅重点项目(D20092840 .作者简介:李艳(1975- ,

8、女, 硕士, 讲师, 主要从事有机合成的研究.第6期李艳等:过渡金属胱氨酸水杨醛Schiff 碱配合物的合成及抑菌活性 27双氨基的胱氨酸为原料来合成双核金属配合物的研究尚少, 因此, 合成新颖的并具有生物活性的双核过渡金属胱氨酸Schiff 碱配合物, 对探讨其结构、性质与生物活性的关系具有重要意义.荧光光谱是研究生物大分子与小分子、离子相互作用的重要手段. 研究BSA 与小分子的作用, 不仅有利于得到许多蛋白质的相关信息, 且更易于了解有机小分子在生物体内的运输和分布情况, 对于开发其在医药上的应用价值有非常重要的意义8.作者合成了三种胱氨酸水杨醛Schiff 碱过渡金属配合物, 其结构经

9、UV 、IR 、元素分析和摩尔电导分析手段进行了表征. 荧光光谱表明三种配合物都能强烈猝灭BSA 的内源荧光. 生物活性实验表明配合物具有较好的抑菌作用.1 实验部分1. 1 仪器与试剂主要仪器:U 2010型紫外分光光度计, 荧光分光光度计(F 4500, 日本日立生产, 带有恒温系统 , 傅里叶红外光谱仪(FT IR 8400S, 美国Per kin Elmer 公司生产 , 酸度计(pH S 25型 , 电导仪(CH I600C 系列电化学分析仪/工作站, 上海振华仪器公司 , VarioEL 型元素分析仪. 所用试剂为国产(或进口 化学纯或分析纯.1. 2 过渡金属胱氨酸水杨醛Schi

10、ff 碱配合物的合成配合物的合成路线见图1.图1 配合物的合成路线图F ig. 1 T he synthet ic road of the complex es配体的合成:向100mL 三口烧瓶中加入8mm ol 胱氨酸(1. 92g , 16m mol 氢氧化钠(0. 64g , 将其溶于50mL 无水乙醇中, 于50 60 水浴中磁力搅拌, 将溶有16m mol 水杨醛的50m L 无水乙醇溶液缓慢滴加至混合液中, 使其充分反应, 待滴液漏斗中溶液全部滴加完, 开始计时, 55 水浴, 搅拌0. 5h, 待反应完成, 将反应溶液旋转蒸发至出现结晶产物. 产品抽滤, 用乙醚洗涤, 无水乙醇重

11、结晶, 得到胱氨酸水杨醛Schiff 碱, 黄色晶体, 产率70%.钴配合物的合成:将胱氨酸水杨醛Schiff 碱和醋酸钴(2. 4g 以摩尔比为1! 2的比例分别溶于50mL 无水乙醇中, 然后将后者滴加于前者. 55 水浴, 磁力搅拌1h, 旋转蒸发, 得水杨醛胱氨酸醋酸合钴Co (Cys sal , 产率70%.用相同的方法合成铜和锰的配合物. 铜配合物为淡绿色沉淀, 产率69. 5%.锰配合物为黄褐色沉淀, 产率69. 3%.28化 学 研 究2010年2 结果与讨论2. 1 配体及配合物的元素分析、摩尔电导及溶解性各配合物极易溶于DM SO 、DM F, 可溶于无水乙醇、甲醇、丙酮,

12、 但不溶于乙醚、石油醚. 将各配合物配成1. 010-3mol #L -1的DM F 溶液, 于25 测定摩尔电导(见表1 , 摩尔电导数值表明, 各配合物均为电解质. 对其进行元素分析发现, 其测定值与理论值基本相符(见表1.表1 配合物的元素分析和摩尔电导T able 1 Elemental analy sis and molar conductance of the Schiff base co mplex esCompound M olecular C 24H 24O 10N 2S 2Co 2C 24H 24O 10N 2S 2Cu 2C 24H 24O 10N 2S 2M n 2C4

13、2. 2%(42. 1% 41. 6%(41. 8% 42. 3%(42. 1%Elemental analy sis(calcd. /%H 3. 5%(3. 6% 3. 5%(3. 4% 3. 6%(3. 7%NM4. 1%(4. 3% 17. 3%(17. 1% 4. 0%(4. 1% 18. 5%(18. 6% 4. 2%(4. 2% 16. 3%(16. 3%M olar conductance S #cm 2#mo l -12311841462. 2 配体及配合物的紫外光谱的测定将配体及配合物配置成乙醇溶液, 并测试其紫外 可见吸收光谱. 配体和配合物的紫外 可见光谱数据列于表2.

14、配体在紫外区206. 5nm 、330. 5nm 处出现2个吸收峰, 它们分别被指认为芳环、亚氨基的 *和n 跃迁产生的吸收峰. 形成配合物后2个峰均发生位移, 说明亚氨基上的氮原子与中心金属离子产生了配位作用.表2 配体和配合物的U V 数据T able 2 U V date o f the Schiff base and its complex es co mpo und H 2Cy s sal Co Cys sal CuCys sal M nCys sal/nm206. 5246. 0242. 5214. 5/nm 330. 5390. 0372. 5256. 0*2. 3 配体及配合物

15、红外光谱的测定将配体及三种配合物分别用KBr 压片, 在400cm -14000cm -1范围内进行红外光谱分析, 主要特征吸收峰见表3.从红外光谱数据可以看出:配体在1645cm -1处有强吸收峰, 为C-1-1-1伸缩振动峰, 配合物中 CN振动峰出现在1604cm 、1612cm 、1611cm 处, 都不同程度地向低频移动, 这说明金属离子与C 的N 原子发生了配位作用. 配体中在674cm 合物中波频向低频移动50cm 在1400cm 位.表3 配体和配合物的红外光谱数据T able 3 IR date of the Schiff base and its co mplexescom

16、pound H 2Cys sal Co Cy s sal CuCys sal M nCys salIR, ! /cm - CN1N 键上-1处有较强的吸收峰, 推测此处可能是C-S 的吸收峰, 且在配-160cm-1, 说明C-S 参与配位; 配体酚羟基的O-H 面外弯曲振动吸收峰-1处, 而形成配合物后此峰位置均未发生明显改变, 说明配体中, 酚羟基没有与金属离子发生配C-S-OH 3166(宽峰 3203(宽峰 3256(宽峰 3243(宽峰6746266156182. 4 荧光光谱特征2. 4. 1 溶液的配制配制pH =7. 4的Tris H Cl 缓冲溶液; 在2cm 的比色皿中加入

17、2m L 110-5mo1/L 的BSA 溶液和不同量的各种配合物, 得到各配合物与BSA 之间不同物质的量之比的系列溶液.第6期李艳等:过渡金属胱氨酸水杨醛Schiff 碱配合物的合成及抑菌活性 292. 4. 2 荧光光谱测定各溶液的荧光光谱, 选定激发和发射狭缝均为2. 5nm, 以 =295nm 激发, 绘制310nm360nm 的荧光光谱图.各不同配比的配合物与BSA 的混合溶液的荧光光谱见图2. 图2(a 图2(c 分别是钴、铜、锰配合物的荧光猝灭图. 每副图中从上至下配合物的量呈等差数列增加. 固定BSA 的量, 随着体系中配合物浓度的增加, BSA 的内源荧光被有规律地猝灭.

18、说明了三种配合物在生物体内能和蛋白质相互作用, 具有一定的药理价值.图2 配合物对BSA 荧光光谱的影响F ig. 2 Quenching of BSA fluo rescene spectr a by adding co mplexes2. 5 抑菌活性特征抑菌实验采用滤纸片法9, 实验菌株为金黄色葡萄球菌, 大肠杆菌, 枯草杆菌, 绿脓杆菌, 稀释液为二甲亚砜. 实验表明二甲亚砜对所选用的四种菌株无杀伤抑制作用. 同时进行空白对照试验, 各配合物的抑菌活性如表4所示. 由表4结果可知, 它们对上述菌株均有抑菌或抗菌活性. 且配合物的抑菌活性大于配体的抑菌活性.表4 配体及配合物的抑菌活性T

19、 able 4 Bacter iostasis activ ity of the Schiff base and it s co mplexes化合物Schiff 碱钴配合物铜配合物锰配合物金黄色葡萄球菌+大肠杆菌-+枯草杆菌-+ +绿脓杆菌+-%表示弱, +%表示强, +%表示极强3 结论在非水溶剂中合成出胱氨酸水杨醛Schiff 碱及其钴、铜、锰配合物. 由元素分析、摩尔电导, 紫外光谱和红外光谱表征推测出配合物的组成可能为M 2L (如图3所示. 三种配合物都能强烈猝灭BSA 的内源荧光, 说明了三种配合物在生物体内能和蛋白质相互作用, 具有一定的药理价值. 生物活性实验表明配合物对金黄

20、色葡萄球菌, 大肠杆菌, 枯草杆菌, 绿脓杆菌均有不同程度的抑菌作用. 且配合物的抑菌作用较配体强. 参考文献:1鲁桂, 姚克敏, 张肇英. 镧系与直链系组氨酸Schiff 碱配合物的合成、波谱与生物活性J.应用化学, 2001, 18(1 :1-4.图3 配合物的结构Fig. 3 Structrues of the complex es(下转第33页第6期苟蔚勇:低硅SA PO 34分子筛的复合模板剂法合成及其对甲醇制烯烃的催化性能 33长, 达到250m in, 这是由于其具有较大的比表面积、较多的强酸中心以及较少的弱酸中心. 而晶化3d 的样品寿命仅为200min.3 结论190 晶化时

21、不易合成低硅SAPO 34分子筛, 模板剂组成2Et 3N+0. 3TEAOH 、晶化16h 时产物主要为SAPO 34相, 但仍有少量杂晶; 延长晶化时间SAPO 34相有向SAPO 5相转晶的趋势. 较低温度170 晶化, 模板剂组成2Et 3N +0. 3TEAOH 时可合成纯相SAPO 34分子筛, 模板剂组成2Et 3N+0. 2T EAOH 时产物也以SA PO 34为主; 低温晶化时随反应进行SAPO 5相有向SAPO 34相转变的趋势. 5d 晶化合成的SAPO 34比3d 合成的样品有较大的比表面积、较多的强酸中心以及较少的弱酸中心, 催化甲醇制烯烃反应时催化剂的使用寿命也较

22、长. 参考文献:1A li I, F atholah F, F arhad K , et al. Effect of SA PO 34&s composition o n its phy sico chemical pr operties and deactiv ation inM T O process J.A p p l Catal A :Gen, 2009, 364(1-2 :48-56.2W ilson S, Barg er P. T he characterist ics of SA PO 34w hich influence the conversio n o f meth

23、ano l to lig ht olefins J. M icr op or M eso p or M ater , 1999, 29:117-126.3Stro hmaier K G. Synthesis o f molecular sieves of CH A framew ork ty pe. U S:6835363P. 2004.4Cao G, Shah M J, St rohmaier K G, et al . Synthesis of mo lecular sieves having the CHA fr amewo rk ty pe. U S:6793901P .2004.5K

24、v isle S, Wendelbo R, R en H. Pr ocedur e fo r synthesis o f cry stalline micr opor ous silico alumino phosphates. U S:5663471P.1997.6L ok B M , M essina C A , Patton R L , et al . Cr ystalline silico aluminophosphates. U S:4440871P.1984.(上接第29页2Baseer M A, Jadhavvd P. Synthesis and ant ibacter ial act ivit y of so me new Schiff basesJ.Or iental J Chem, 2000, 16(3 :553-