噻吩-2-甲醛缩苯肼Schiff碱及金属配合物的合成与性质

李 艳， 曾志刚， 李 耿， 雷 维， 陆兰青

(湖北科技学院 核技术与化学生物学院， 湖北 咸宁 437100)



噻吩-2-甲醛缩苯肼Schiff碱及金属配合物的合成与性质

李 艳*， 曾志刚， 李 耿， 雷 维， 陆兰青

(湖北科技学院 核技术与化学生物学院， 湖北 咸宁 437100)

以噻吩-2-甲醛与苯肼为原料，通过回流缩合形成Schiff碱，并进一步与锌(Ⅱ)和镍(Ⅱ)金属离子配位得到2种金属配合物.结果表明，合成的噻吩-2-甲醛缩苯肼Schiff碱的结构与理论结构相符，且分别与锌(Ⅱ)和镍(Ⅱ)离子配位形成了稳定的金属配合物.抗菌实验结果显示Schiff碱及其金属配合物均有一定的抗菌活性，且Schiff碱金属配合物的抗菌活性更好.

噻吩-2-甲醛； 苯肼； Schiff碱配合物； 合成； 表征； 生物活性

Schiff碱类化合物具有一定的药理学和生理学活性[1-3]，氨基酸类、缩氨脲类、缩胺类、杂环类、腙类Schiff碱及其配合物具有抑菌、杀菌、抗肿瘤、抗病毒等独特药用效果[4-7].Schiff碱中部分金属化合物具有抗肺结核、抗麻风病、抗细菌和抗病毒传染等作用，这主要是由于它与细胞中的金属离子形成稳定的化合物所致[8-9].随着科学的进步，会有更多的Schiff碱应用于医药领域.

由于能识别富含硫的环境，镍(Ⅱ)含硫配体的配合物已受到广泛关注，锌(Ⅱ)离子对氮和硫供体同样具有高亲和性.过渡金属锌和镍是最经常发生生化反应的两个元素，它们在一些重要的生物分子的活性位点中存在催化活性[10]或参与分子转移过程，例如氧传递.某些脲酶的活性部位，甲基-S-辅酶-M-甲基还原酶和脱氢酶[11-13]都与之有关.本文制备了一种噻吩-2-甲醛缩苯肼Schiff碱，并进一步与锌(Ⅱ)和镍(Ⅱ)金属离子配位得到了2种金属配合物，采用电导、元素分析、红外光谱对Schiff碱及其金属配合物的结构进行表征，并通过抗菌实验对Schiff碱及其金属螯合物进行了生物活性研究.

1 实验部分

1.1 试剂及仪器

主要仪器：X-4数字显示显微熔点测定仪：北京泰克仪器有限公司；VarioEL Ⅲ 型元素分析仪：日本岛津；电导仪(CH-I600C系列电化学分析仪/工作站)：上海振华仪器公司； FTIR-8400S型傅立叶红外光谱仪：美国Perkin Elmer公司．

主要药品：噻吩-2-甲醛(分析纯)、苯肼(分析纯) 、乙醇(试剂纯) 、冰醋酸(分析纯)、 石油醚(分析纯)、甲醇(化学纯)、NiCl2·6H2O、Zn(NO3)2·6H2O(化学纯)．

1.2 合成路线

Schiff碱及配合物的合成路线见图1．

1.3 实验步骤

1.3.1 噻吩-2-甲醛缩苯肼Schiff碱(HL)的合成 在含噻吩-2-甲醛(10 mmol)的25 mL乙醇溶液中加入含苯肼(10 mmol)的25 mL乙醇溶液，并在水浴中加热回流5 h.将溶液浓缩后，过滤，得粗产品，然后用乙醇进行重结晶.得到淡黄色粉末，产率69.7%，熔点150～151℃.

1.3.2 Schiff碱配合物ML2X2的合成 将噻吩-2-甲醛缩苯肼Schiff碱(HL)(20 mmol，50 mL)乙醇溶液缓慢加入到NiCl2· 6H2O(10 mmol，50 mL)的乙醇溶液中.该混合物在加热下回流5 h，然后通过蒸馏除去过量的溶剂.将混合物冷却，过滤，用乙醇洗涤、干燥，得到绿褐色固体即化合物[Ni(L)2(Cl)2]，产率为68.5%，分解点：235℃.用同样的方法合成了化合物[Zn(L)2(NO3)2]，颜色是深褐色，产率为69.3%，分解点：210℃.

图1 配体及配合物的合成路线 Fig.1 The synthetic road of Schiff base and the complexes

2 结果与讨论

2.1 合成过程分析

噻吩-2-甲醛缩苯肼Schiff碱的合成在无水乙醇中不需催化剂即可完成.但在制备Schiff碱的过程中，一定要保证噻吩-2-甲醛稍微过量，以避免反应不完全.为此实验中将溶有苯肼的乙醇溶液缓慢地滴加到溶有噻吩-2-甲醛的乙醇溶液中，以始终保证反应过程中噻吩-2-甲醛是过量的，同时适当的延长反应的时间有利于提高产量.

2.2 摩尔电导率的测定

在25℃，以DMF为溶剂，测定了2个配合物的摩尔电导率.从表1中可以看出，Ni(Ⅱ)配合物的摩尔电导率小于60，因此推断出配合物是非电解质，属于内络盐.而Zn(Ⅱ)配合物的摩尔电导率大于60，具有外界阴离子.

表1 配合物的摩尔电导率Tab.1 The date of molar conductivity

2.3 配体及配合物的元素分析

配体及配合物的C、H、N、S含量用Varioel Ⅲ 型元素分析仪测定，其分析结果(见表2)与目标产物基本吻合.

表2 元素分析Tab.2 Elemental analysis

2.4 配体及配合物的红外光谱特征

表3 Schiff碱及配合物的主要红外光谱数据Tab.3 IR data of the Schiff base and its complexes cm-1

2.5 抑菌活性特征

于25℃下，在培养板上培养黄曲霉菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、大肠杆菌、绿脓杆菌和白色念珠菌，以抗菌剂(壳聚糖)的抗菌活性为阳性对照组，DMSO为阴性对照组.

将100 μL的测试细菌在10 mL新鲜培养皿中生长，直到他们的数目到达约108个细菌/mL或105个真菌/mL ，分别取用已合成的Schiff碱和Ni(Ⅱ)，Zn(Ⅱ)配合物将其配成2 mg/mL的DMSO溶液.取工作液200 μL滴到培养皿中，常温下振荡数小时，用血球计数器计算处理后的细菌个数.多次实验，取其平均值.

抑菌实验采用实验室直接计数法，对Schiff碱和镍(Ⅱ)、锌(Ⅱ)配合物的抗菌活性进行研究，结果于表4和图2～图4. Schiff碱及配合物对细菌生长均有不同的抑制作用.结果显示配合物的活性比配体活性更好，且Zn(L)2(NO3)2的活性大于Ni(L)2(Cl)2.

表4 Schiff碱及配合物的抗菌活性Tab.4 Antimicrobial activity data of Schiff base and its complexes

图2 Schiff碱抗菌活性Fig.2 Antimicrobial activity data of Schiff base

图3 Ni(L)2(Cl)2抗菌活性Fig.3 Antimicrobial activity data of Ni(L)2(Cl)2

图4 Zn(L)2(NO3)2抗菌活性Fig.4 Antimicrobial activity data of Zn(L)2(NO3)2

3 结论

合成了噻吩-2-甲醛苯肼Schiff碱及Zn(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)二齿Schiff碱配合物，通过元素分析、电导率测定及红外光谱对化合物的结构进行了表征，结果表明化合物结构与理论结构相符.抗菌实验结果显示Schiff碱及其金属配合物均有一定的抗菌活性，且Schiff碱金属配合物的抗菌活性更好.

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Synthesis and properties of phenylhydrazine thiophene-2-formaldehyde Schiff base and metal complexes

LI Yan， ZENG Zhigang， LI Geng， LEI Wei， LU Lanqing

(School of Nuclear Technology & Chemistry and Biology，Hubei University of Science and Technology， Xianning, Hubei 437100)

The ligand of thiophene-2-formaldehyde phenylhydrazine Schiff base was synthesized by Schiff base reaction using thiophene-2-formaldehyde and phenylhydrazine as raw materials. Two kinds of meta1 complexes were prepared by complexing Zn(Ⅱ) and Ni(Ⅱ) with the Schiff base.The results of characterization demonstrated the structure of thiophene-2-formaldehyde phenylhydrazine ligand was consistent with the target construction， and its stable transition metal complex was formed with Zn(Ⅱ) and Ni(Ⅱ),respectively.The results showed that the Schiff base and metal complex both had antibacterial activity， but the metal complex had stronger antibacterial activity．

thiophene-2-formaldehyde； phenylhydrazine； Schiff base complexes； synthesis； characterization； biological activity

2015-02-19.

国家自然科学基金项目(21202136) ); 湖北省自然科学基金项目(2015CFC780); 湖北科技学院青年项目(KY13040)．

1000-1190(2015)04-0567-04

O614.24< class="emphasis_bold">文献标识码： A

A

*E-mail: liyan750607@163.com.