异烟酸钕配合物的热稳定性能和生物活性研究

陈凤英，金振国

（商洛学院化学工程与现代材料学院/陕西省尾矿资源综合利用重点实验室,陕西商洛726000）

异烟酸钕配合物的热稳定性能和生物活性研究

陈凤英，金振国

（商洛学院化学工程与现代材料学院/陕西省尾矿资源综合利用重点实验室,陕西商洛726000）

硝酸钕和异烟酸反应合成了异烟酸钕配合物。经过红外光谱、元素分析、TG-DTG和X-射线单晶衍射等手段对其进行表征，同时结合文献对比，确定了配合物的组成为[Nd(C6H4O2N)3(H2O)2]。研究了配合物对小麦条锈病菌和大肠杆菌的生物活性。

异烟酸；配合物；小麦条锈病；大肠杆菌

由于稀土元素价电子构型的特殊性，使得它们具有很多优异的性能。稀土的生物化学效应主要表现在农业、稀土离子探针[1]以及稀土元素的药学活性等方面。综合研究表明，稀土不仅能提高农作物的产量，也有改善作物品质的作用[2-8]。医学上，稀土及其化合物被用来制备特种药品，用以治疗各种肿瘤、结核病、湿疹、关节炎、风湿病、皮肤病、糖尿病等。近年来发现稀土化合物还具有抗动脉硬化的作用[9]。

异烟酸由于在生物体中有较强的生理活性,近年来对其配合物的研究引起了人们广泛地关注[10-11]。异烟酸具有多样的配位方式,从而与金属离子形成结构和性能多样化的功能配合物。异烟酸配合物可作为药物[12]；可形成配位聚合物[13-15]；还可以形成超分子结构的功能材料[16-18]。郭桢等[19]研究发现用异烟酸处理小麦可诱导其产生一定的抗锈病性。因此，本文选取异烟酸合成了稀土异烟酸配合物,测定了其晶体结构，并探讨了其对小麦锈病孢子和大肠杆菌的生物活性。

1 实验部分

1.1 主要试剂和仪器

稀土硝酸盐由稀土氧化物与硝酸反应结晶制得，异烟酸为分析纯。美国P.E公司2400型元素分析仪；HZ-8811K恒温振荡器；美国瓦里安公司Cary 300型紫外可见分光光度计；EQUINO-55型红外光谱仪（KBr压片）；德国耐驰STA-449型热重分析仪。

1.2 实验方法

1.2.1 配合物的制备

配合物的制备参照文献[20]。将硝酸钕和异烟酸按照1：3的物质的量比分别溶于一定量水中。异烟酸中加入少许20%氨水，加热使其全部溶解，转入圆底烧瓶中，75℃水浴加热搅拌下将硝酸钕逐滴加入到异烟酸中，氨水调节pH=5.4，反应2 h，得到紫色沉淀，冷却后过滤，滤液室温静置15 d后析出紫色的晶体，产率：62%。Anal.calcd for：[Nd(C6H4O2N)3(H2O)2]：C 41.69%，H 3.11%，N 2.70%；Found：C 41.60%,H 3.21%,N 2.72%。IR（KBr）：ν：1540，1455，1642，763.7，582.2cm-1。1.2.2配合物对小麦锈病孢子萌发的抑制

在培养好的小麦锈病孢子中加入一定量含0.1%琼脂的蒸馏水,再加入小麦汁液刺激孢子萌发生长，用力振荡，在显微镜下检查孢子数，用10×的显微镜镜检，每目约80个为宜。

将供试药剂配制成一系列的浓度，每个浓度取2 mL，分别置于称量瓶中，然后加入2 mL孢子悬浮液。对照液浓度由低到高分别滴一滴混合液于处理好的凹玻片上，做好标记，将玻片反转使液滴向下，放在保湿架上，置于7℃恒温培养箱中，6-8 h后进行萌发率检查。镜检时，将玻片取出，玻片盖上盖玻片，随机检查显微镜一个视野的孢子，凡是孢子芽管超过孢子直径一半时即为萌发。

效果评判：萌发率（%）=(已萌发孢子数/检查孢子总数)×100%

1.2.3 配合物对大肠杆菌的抑制（光电比浊法）

LB培养基：2 g蛋白胨（Tryptone）+1 g酵母粉（Yest-Extract）+1 g NaCl放入300 mL锥形瓶中，加入200 mL三蒸水,摇荡使溶解呈澄清液，于115℃高温高压灭菌20 min。取出放于冰箱备用。

菌种准备：在已灭菌的长试管中倒入10 mL LB培养基，在无菌条件下，加入大肠杆菌10 μL，加盖后放于恒温振荡器中连续培养（约12 h），后用25%的甘油稀释1倍，用2 mL离心管分装放于-70℃冷藏备用。

抑菌实验：采用光电比浊法。取10 mL LB培养基置于已灭菌的长试管中，加入1 mL 2500 μg·mL－1（用少量DMSO溶解样品）供试药剂，用接种针小心地取10 μL大肠杆菌菌液加在试管中，然后加盖并标记，置于36.5℃恒温振荡器中培养。以培养基+无菌水+菌做对照。每隔2 h测一次各样的OD值。

2 结果与讨论

2.1 配合物的热稳定性

配合物在四个不同升温速率下的TG-DTG曲线见图l。从TG曲线可以看出，在升温速率为5℃·min-1时，配合物的热分解过程大体上分为3个阶段，随着升温速率增大，第二阶段和第三阶段的区分越来越小。但是从DTG曲线还是可以将第二阶段和第三阶段区分开来，表现为DTG曲线有3个较为明显的失重峰。

图1 配合物的TG-DTG曲线

2.2 生物活性实验

2.2.1 配合物对小麦锈病孢子的抑制

药剂对孢子的抑制机制大概相同，表现为4种情况：孢子不萌发；孢子萌发后芽管变畸形；孢子内部黄色营养物分布不均匀，不能正常生长；孢子机体本身分解。

配合物对小麦锈病孢子萌发的抑制结果见表1。由表1可以看出，样品在最大浓度为2500 μg·mL－1对锈病菌孢子的抑制率几乎达到100%，随着药剂浓度梯度的降低抑制率不同幅度的减小。

表1 配合物对锈病菌孢子萌发的抑制率

2.2.2 配合物对大肠杆菌的抑制

当光线通过微生物悬液时，由于细菌的散射及吸收作用，使光线的透过量降低，在一定范围内，细菌浓度与透光度成反比。在有、无配合物存在下的大肠杆菌的OD值和大肠杆菌的生长情况见表2。由表2可见，在配合物存在下，大肠杆菌的生长明显减慢，说明配合物对大肠杆菌有显著的抑制效果。配合物对大肠杆菌的抑制率在2 h达到最大值64.0%，随后逐渐减小。

表2 配合物对大肠杆菌生长速率的抑制

3 结论

合成了异烟酸钕（Ⅲ）配合物，研究了配合物的热稳定性能，测定了配合物对小麦条锈病菌和大肠杆菌的抑制活性。结果发现，配合物对两种病菌都有较好的抑制效果。

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（责任编辑：张国春）

A Study on Thermal Stability and Biological Activity of Isonicotinic Acid Neodym ium Com p lexes

CHEN Feng-ying，JIN Zhen-guo
（College of Chemical Engineering and Modern Materials/Shaanxi Key Laboratory of Comprehensive Utilization of Tailings Resources,Shangluo University,Shangluo 726000,Shaanxi）

The title compound[Nd(C6H4O2N)3(H2O)2]was synthesized by the reaction of neodymium nitrate and isonicotinic acid.The crystal structure and composition of the compound were determined by elementary analysis,IR,single crystal X-ray diffraction and comparison with relevant literatures.In addition,antibacterial activities of the complex against wheat rust and coliform were investigated by spore sprout method and turbidimetry/spectrometry.

isonicotinic acid;complex;wheat rust;coliform

O641.4

A

1674-0033（2015）06-0024-03

10.13440/j.slxy.1674-0033.2015.06.006

2015-06-23

陕西省教育厅专项科研计划项目（15JK1217）

陈凤英，女，河南西平人，硕士，副教授