過渡金屬胱氨酸水楊醛Schiff堿配合物的合成及抑菌活性

1、第21卷第6期2010年11月化 學(xué) 研 究CH EM ICA L R ESEA RCH 中國科技核心期刊hx y jhenu. edu. cn過渡金屬胱氨酸水楊醛Schiff 堿配合物的合成及抑菌活性李 艷, 孫紹發(fā), 吳鳴虎(咸寧學(xué)院化學(xué)與生命科學(xué)系, 湖北咸寧437100摘 要:合成了三種胱氨酸水楊醛Schiff 堿H 2Cys sal 過渡金屬配合物Cu (Cy s sal 、Co (Cys sa l 、M n (Cy s sal ; 利用元素分析、紫外光譜、紅外光譜、摩爾電導(dǎo)測定了其組成和結(jié)構(gòu); 利用熒光光譜評價了其熒光特性, 利用生物活性試驗測定了其生物活性. 結(jié)果表明, 三種配合

2、物都能強烈猝滅牛血清白蛋白(BSA 的內(nèi)源熒光; 配合物對金黃色葡萄球菌(S. A ur eus, 革蘭氏陽性菌 , 大腸桿菌(E. Coli, 革蘭氏陰性菌 , 枯草桿菌(B. Subtilis, 革蘭氏陽性菌 , 綠膿桿菌(P. A erug inosa, 革蘭氏陰性菌 均有不同程度的抑菌作用. 關(guān)鍵詞:胱氨酸; Schiff 堿; 過渡金屬配合物; 生物活性中圖分類號:O 621. 3文獻標識碼:A文章編號: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 堿是一類重要的生物配體, 對其金屬配合物的研究有助于了解生物體中氨基酸與金屬離子間的鍵合作用1-2. 氨基酸水楊醛Schiff 堿金屬

7、配合物作為維生素B 催化氨基酸酶反應(yīng)的模擬體系已引起人們的普遍重視, 此類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轉(zhuǎn)移和外消旋化的作用引起了人們極大的興趣3-5. 近年來, 含硫Schiff 堿的配合物在配位化學(xué)、生物無機化學(xué)等方面越來越引起配位化學(xué)界的重視; 現(xiàn)已發(fā)現(xiàn), 許多以S 、N 或O 、S 、N 為配位原子的配合物具有抗癌、抗病毒、殺菌等生物活性6-7. 以往研究中, 含硫Schiff 堿大多從縮氨基脲及其衍生物出發(fā)來進行合成, 而以含雙硫原子收稿日期:2010-08-07.基金項目:湖北省教育廳重點項目(D20092840 .作者簡介:李艷(1975- ,

8、女, 碩士, 講師, 主要從事有機合成的研究.第6期李艷等:過渡金屬胱氨酸水楊醛Schiff 堿配合物的合成及抑菌活性 27雙氨基的胱氨酸為原料來合成雙核金屬配合物的研究尚少, 因此, 合成新穎的并具有生物活性的雙核過渡金屬胱氨酸Schiff 堿配合物, 對探討其結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與生物活性的關(guān)系具有重要意義.熒光光譜是研究生物大分子與小分子、離子相互作用的重要手段. 研究BSA 與小分子的作用, 不僅有利于得到許多蛋白質(zhì)的相關(guān)信息, 且更易于了解有機小分子在生物體內(nèi)的運輸和分布情況, 對于開發(fā)其在醫(yī)藥上的應(yīng)用價值有非常重要的意義8.作者合成了三種胱氨酸水楊醛Schiff 堿過渡金屬配合物, 其結(jié)構(gòu)經(jīng)

9、UV 、IR 、元素分析和摩爾電導(dǎo)分析手段進行了表征. 熒光光譜表明三種配合物都能強烈猝滅BSA 的內(nèi)源熒光. 生物活性實驗表明配合物具有較好的抑菌作用.1 實驗部分1. 1 儀器與試劑主要儀器:U 2010型紫外分光光度計, 熒光分光光度計(F 4500, 日本日立生產(chǎn), 帶有恒溫系統(tǒng) , 傅里葉紅外光譜儀(FT IR 8400S, 美國Per kin Elmer 公司生產(chǎn) , 酸度計(pH S 25型 , 電導(dǎo)儀(CH I600C 系列電化學(xué)分析儀/工作站, 上海振華儀器公司 , VarioEL 型元素分析儀. 所用試劑為國產(chǎn)(或進口 化學(xué)純或分析純.1. 2 過渡金屬胱氨酸水楊醛Schi

10、ff 堿配合物的合成配合物的合成路線見圖1.圖1 配合物的合成路線圖F ig. 1 T he synthet ic road of the complex es配體的合成:向100mL 三口燒瓶中加入8mm ol 胱氨酸(1. 92g , 16m mol 氫氧化鈉(0. 64g , 將其溶于50mL 無水乙醇中, 于50 60 水浴中磁力攪拌, 將溶有16m mol 水楊醛的50m L 無水乙醇溶液緩慢滴加至混合液中, 使其充分反應(yīng), 待滴液漏斗中溶液全部滴加完, 開始計時, 55 水浴, 攪拌0. 5h, 待反應(yīng)完成, 將反應(yīng)溶液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至出現(xiàn)結(jié)晶產(chǎn)物. 產(chǎn)品抽濾, 用乙醚洗滌, 無水乙醇重

11、結(jié)晶, 得到胱氨酸水楊醛Schiff 堿, 黃色晶體, 產(chǎn)率70%.鈷配合物的合成:將胱氨酸水楊醛Schiff 堿和醋酸鈷(2. 4g 以摩爾比為1! 2的比例分別溶于50mL 無水乙醇中, 然后將后者滴加于前者. 55 水浴, 磁力攪拌1h, 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā), 得水楊醛胱氨酸醋酸合鈷Co (Cys sal , 產(chǎn)率70%.用相同的方法合成銅和錳的配合物. 銅配合物為淡綠色沉淀, 產(chǎn)率69. 5%.錳配合物為黃褐色沉淀, 產(chǎn)率69. 3%.28化 學(xué) 研 究2010年2 結(jié)果與討論2. 1 配體及配合物的元素分析、摩爾電導(dǎo)及溶解性各配合物極易溶于DM SO 、DM F, 可溶于無水乙醇、甲醇、丙酮,

12、 但不溶于乙醚、石油醚. 將各配合物配成1. 010-3mol #L -1的DM F 溶液, 于25 測定摩爾電導(dǎo)(見表1 , 摩爾電導(dǎo)數(shù)值表明, 各配合物均為電解質(zhì). 對其進行元素分析發(fā)現(xiàn), 其測定值與理論值基本相符(見表1.表1 配合物的元素分析和摩爾電導(dǎo)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 配體及配合物的紫外光譜的測定將配體及配合物配置成乙醇溶液, 并測試其紫外 可見吸收光譜. 配體和配合物的紫外 可見光譜數(shù)據(jù)列于表2.

14、配體在紫外區(qū)206. 5nm 、330. 5nm 處出現(xiàn)2個吸收峰, 它們分別被指認為芳環(huán)、亞氨基的 *和n 躍遷產(chǎn)生的吸收峰. 形成配合物后2個峰均發(fā)生位移, 說明亞氨基上的氮原子與中心金屬離子產(chǎn)生了配位作用.表2 配體和配合物的U V 數(shù)據(jù)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 配體及配合物

15、紅外光譜的測定將配體及三種配合物分別用KBr 壓片, 在400cm -14000cm -1范圍內(nèi)進行紅外光譜分析, 主要特征吸收峰見表3.從紅外光譜數(shù)據(jù)可以看出:配體在1645cm -1處有強吸收峰, 為C-1-1-1伸縮振動峰, 配合物中 CN振動峰出現(xiàn)在1604cm 、1612cm 、1611cm 處, 都不同程度地向低頻移動, 這說明金屬離子與C 的N 原子發(fā)生了配位作用. 配體中在674cm 合物中波頻向低頻移動50cm 在1400cm 位.表3 配體和配合物的紅外光譜數(shù)據(jù)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 鍵上-1處有較強的吸收峰, 推測此處可能是C-S 的吸收峰, 且在配-160cm-1, 說明C-S 參與配位; 配體酚羥基的O-H 面外彎曲振動吸收峰-1處, 而形成配合物后此峰位置均未發(fā)生明顯改變, 說明配體中, 酚羥基沒有與金屬離子發(fā)生配C-S-OH 3166(寬峰 3203(寬峰 3256(寬峰 3243(寬峰6746266156182. 4 熒光光譜特征2. 4. 1 溶液的配制配制pH =7. 4的Tris H Cl 緩沖溶液; 在2cm 的比色皿中加入

17、2m L 110-5mo1/L 的BSA 溶液和不同量的各種配合物, 得到各配合物與BSA 之間不同物質(zhì)的量之比的系列溶液.第6期李艷等:過渡金屬胱氨酸水楊醛Schiff 堿配合物的合成及抑菌活性 292. 4. 2 熒光光譜測定各溶液的熒光光譜, 選定激發(fā)和發(fā)射狹縫均為2. 5nm, 以 =295nm 激發(fā), 繪制310nm360nm 的熒光光譜圖.各不同配比的配合物與BSA 的混合溶液的熒光光譜見圖2. 圖2(a 圖2(c 分別是鈷、銅、錳配合物的熒光猝滅圖. 每副圖中從上至下配合物的量呈等差數(shù)列增加. 固定BSA 的量, 隨著體系中配合物濃度的增加, BSA 的內(nèi)源熒光被有規(guī)律地猝滅.

18、說明了三種配合物在生物體內(nèi)能和蛋白質(zhì)相互作用, 具有一定的藥理價值.圖2 配合物對BSA 熒光光譜的影響F ig. 2 Quenching of BSA fluo rescene spectr a by adding co mplexes2. 5 抑菌活性特征抑菌實驗采用濾紙片法9, 實驗菌株為金黃色葡萄球菌, 大腸桿菌, 枯草桿菌, 綠膿桿菌, 稀釋液為二甲亞砜. 實驗表明二甲亞砜對所選用的四種菌株無殺傷抑制作用. 同時進行空白對照試驗, 各配合物的抑菌活性如表4所示. 由表4結(jié)果可知, 它們對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體的抑菌活性.表4 配體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 堿鈷配合物銅配合物錳配合物金黃色葡萄球菌+大腸桿菌-+枯草桿菌-+ +綠膿桿菌+-%表示弱, +%表示強, +%表示極強3 結(jié)論在非水溶劑中合成出胱氨酸水楊醛Schiff 堿及其鈷、銅、錳配合物. 由元素分析、摩爾電導(dǎo), 紫外光譜和紅外光譜表征推測出配合物的組成可能為M 2L (如圖3所示. 三種配合物都能強烈猝滅BSA 的內(nèi)源熒光, 說明了三種配合物在生物體內(nèi)能和蛋白質(zhì)相互作用, 具有一定的藥理價值. 生物活性實驗表明配合物對金黃

20、色葡萄球菌, 大腸桿菌, 枯草桿菌, 綠膿桿菌均有不同程度的抑菌作用. 且配合物的抑菌作用較配體強. 參考文獻:1魯桂, 姚克敏, 張肇英. 鑭系與直鏈系組氨酸Schiff 堿配合物的合成、波譜與生物活性J.應(yīng)用化學(xué), 2001, 18(1 :1-4.圖3 配合物的結(jié)構(gòu)Fig. 3 Structrues of the complex es(下轉(zhuǎn)第33頁第6期茍蔚勇:低硅SA PO 34分子篩的復(fù)合模板劑法合成及其對甲醇制烯烴的催化性能 33長, 達到250m in, 這是由于其具有較大的比表面積、較多的強酸中心以及較少的弱酸中心. 而晶化3d 的樣品壽命僅為200min.3 結(jié)論190 晶化時

21、不易合成低硅SAPO 34分子篩, 模板劑組成2Et 3N+0. 3TEAOH 、晶化16h 時產(chǎn)物主要為SAPO 34相, 但仍有少量雜晶; 延長晶化時間SAPO 34相有向SAPO 5相轉(zhuǎn)晶的趨勢. 較低溫度170 晶化, 模板劑組成2Et 3N +0. 3TEAOH 時可合成純相SAPO 34分子篩, 模板劑組成2Et 3N+0. 2T EAOH 時產(chǎn)物也以SA PO 34為主; 低溫晶化時隨反應(yīng)進行SAPO 5相有向SAPO 34相轉(zhuǎn)變的趨勢. 5d 晶化合成的SAPO 34比3d 合成的樣品有較大的比表面積、較多的強酸中心以及較少的弱酸中心, 催化甲醇制烯烴反應(yīng)時催化劑的使用壽命也較

22、長. 參考文獻: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頁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-