水杨醛异烟酰腙的合成与生物活性测定

林红卫，　　王　玲，　　刘宇晴，　　石　妍

(怀化学院 化学与材料工程学院，湖南 怀化　418008)



水杨醛异烟酰腙的合成与生物活性测定

林红卫，王玲，刘宇晴，石妍

(怀化学院 化学与材料工程学院，湖南 怀化418008)

摘要：用异烟肼与水杨醛进行反应，合成了水杨醛异烟酰腙，产品通过UV、IR进行了表征；通过药敏纸片实验以及MIC实验对产品进行了生物活性的测定.对大肠杆菌、奇异变形杆菌、金黄色葡萄球菌、白色链球菌四种菌进行了实验，其中异烟肼缩水杨醛对奇异变形杆菌的抑菌效果明显.在药敏纸片实验中，抑菌直径为11 mm，在MIC实验中测出最低抑菌浓度为1.8×10-4mol/L.

关键词：异烟肼缩水杨醛Schiff碱；生物活性；最低抑菌浓度

Hugo Schiff在1864年首次报道了通过伯胺和羰基化合物发生缩合，生成具有甲亚胺基的产物R1(R2)C=NR3,R1,R2，R3可分别为烷基、H、环己基、芳香基或杂环，R1，R2，R3均可被各种基团所取代)，后人称之为希夫碱(Schiff base)[1].Schiff碱是一种分子中含有-C=N-基团的一类重要的含氮有机配体，它通过醛或酮的羰基(>C=O)和伯胺、肼或者其衍生物的胺(-NH2)缩合反应而得到[2].由于希夫碱的基本结构中含C=N结构，其杂化轨道上的N原子具有孤对电子，从而在应用上独具特色[2].希夫碱合成相对容易，可选择各种胺类与不同的醛、酮进行反应，通过改变连接的取代基、改变给体原子的位置，衍生出各种性能不同与结构多变的希夫碱.同时由于希夫碱有较强的配位能力，对配位化学发展起着非常重要作用.本节将分别从希夫碱在生物活性、催化活性、化学分析等方面的应用进行介绍.经过国内外学者多年的研究发现希夫碱具有抗癌、抗菌、抗肿瘤和抗病毒等的生理活性，其配合物因具有较强的脂溶性和细胞穿透性，所以它的抗菌谱广、不易产生耐药性[3]，拥有较好的医药价值.因此，希夫碱特殊的药理作用越来越引起医药界的重视.水杨醛异烟酰腙是一种重要的Schiff碱，其分子式为：C13H11N3O2，结构如图1.

图1　水杨醛异烟酰腙结构式

本文研究了异烟肼与水杨醛的反应，以无水乙醇为溶剂，合成了水杨醛异烟酰腙，并对水杨醛异烟酰腙的合成条件进行了探索，确定了合成的优化条件，并对产品进行了UV、IR分析以及抗菌性的测定.其合成反应如图2.

图2　水杨醛异烟酰腙合成反应

1实验部分

1.1试剂及仪器

试剂：异烟肼(AR，上海阿拉丁工业公司)，水杨醛(AR，上海阿拉丁工业公司)，DMF(AR，天津市富宇精细化工有限公司)，SODM(AR，天津市科密欧化学试剂有限公司).

仪器：真空干燥箱(DZ-1BC，天津市泰斯特仪器有限公司)，玻璃仪器气流烘干器(EL204，巩义市予华仪器有限责任公司)，电子天平(KQ-B，梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司)，岛津傅里叶变换红外光度仪(IRPrestige-21，日本岛津公司)，紫外分光光度计(UV-2450，日本岛津公司)，荧光光谱仪(PDA-5500S，日本岛津公司)，数字显示显微熔点测定仪(X-5，巩义市予华仪器有限责任公司).

1.2化合物的合成

称取1.4356 g(约0.01 mol)异烟肼溶于50 mL无水乙醇中，将混合物转移至250 mL三颈烧瓶中，逐渐滴加1.2 mL(约0.01 mol)水杨醛，再滴加5滴冰醋酸，在60 ℃下反应0.5 h.反应结束后，冷却至室温，抽虑，得到浅黄色晶体，粗产物用无水乙醇重结晶，真空干燥，得纯品浅黄色晶体1.8360 g，收率为76.2%，熔点：233-234 ℃.

1.3水杨醛异烟酰腙的结构表征

红外光谱分析：将样品与溴化钾按质量比为1∶200的混合物放入洁净的玛瑙研钵中，并在红外干燥灯下均匀研磨.IR显示，在3 182 cm-1处，有弱而尖的中等强度吸收峰，为ν-OH吸收;在3 078 cm-1处，有弱而尖的吸收峰，为ν-NH吸收,明显发生了偏移，峰向低波数方向移动，因为产物中羟基上的氧和氨基上的氮之间有氢键的缘故，导致吸收峰发生了移动.在1 681 cm-1处，有强而尖的吸收峰，为ν-C=O吸收;在1 651 cm-1处，有弱而尖的中等强度吸收峰，为ν-C=N吸收;在1 489～1 566 cm-1处，有强而尖的吸收峰，为ν-C=C吸收,为苯环骨架特征吸收峰.

紫外光谱分析：在1×10-5mol·L-1二甲基亚砜溶液中测定，以二甲基亚砜为参比，测定波长为200～400 cm-1.其分析图谱如图3.

图3　异烟肼缩水杨醛Schiff碱的紫外光谱

图3显示，产品在302 nm和334 nm左右处各有一吸收峰，该化合物在300 nm以上有高强度吸收，说明该化合物具有较大的共轭体系，说明该化合物中存在苯基与-C=N-的共轭.

1.4异烟肼缩水杨醛Schiff碱的生物活性测试

1.4.1药敏纸片实验

1)将四种菌(革兰氏阴性：大肠杆菌和奇异变形杆菌，革兰氏阳性：金黄色葡萄球菌和白色链球菌)活化接种于LB平板，37 ℃培养16 h，然后挑取LB平板上的纯培养菌落，悬于3 mL无菌生理盐水中，以有黑字的白纸为背景，混匀后调整浊度与比浊管(0.5麦氏单位)相同，配置四种菌悬液.

2)用移液枪取0.2 mL菌液于平板中央位置，用玻璃涂棒涂匀，一个菌悬液对应三个重复.

3)待平板静止5 min后，用无菌镊子取已无菌的直径为6 mm药敏纸片，蘸取已灭菌的待测样液2-3 s，在管壁上挤压去掉多余药液.将滤纸片置于培养基表面固定位置，每个培养基上有五处，中间处为对照组，其余四处间距相同.

4)将平板倒置培养，37 ℃孵育24 h后取出，用游标卡尺测量抑菌圈直径，从平板背面测量最接近的整数毫米数并记录[4].

水杨醛异烟酰腙对四种菌产生的效果如表1.

表1　水杨醛异烟酰腙抑菌活性数据

水杨醛异烟酰腙对奇异变形杆菌的效果最明显，抑菌直径达到11 mm，数据如表2,选用奇异变形杆菌做MIC实验.

1.4.2MIC实验步骤

1)取10支已灭菌的试管，从1-10依次编号，加入5 ml LB液体培养基.

2)在1号管内加入5 ml已灭菌的药液，用5 ml吸量管吸吹三次进行充分混合，吸取5 ml加入至2号管，换一只吸量管吸吹三次进行充分混合，重复上面的步骤，直到第9跟管，取一只吸量管吸吹三次后，弃去5 ml.10号管做处理，仅作对照.

3)在每根试管内分别加入比浊度为0.5麦氏比浊单位的菌悬液0.5 ml，充分混匀后，置于试管架上，37℃培养24 h.最后记录实验结果，选第一只长菌的试管的前一个试管浓度作为最低抑菌浓度(MIC)[5].

测试结果表明，该化合物有抗菌性，对于奇异变形杆菌的抑制效果最为明显，在浓度大于等于1.80×10-4mol/L细菌就会停止生长，但低于此值，又会继续生长.

2结论

通过用水杨醛与异烟肼进行反应，以无水乙醇作为溶剂，顺利合成了异烟肼缩水杨醛Schiff碱，收率为76.2%.通过UV、IR表征，并对产物进行了生物活性的测定，其中异烟肼缩水杨醛Schiff碱对奇异变形杆菌的效果尤为明显，此产品可能对泌尿系统类感染疾病有效果，可以进一步研究.

参考文献：

[1]仇晓阳.酰肼类希夫碱过渡金属配合物的合成、结构表征和生物活性的研究[D].兰州：兰州大学,2007.

[2]赵强.席夫碱配合物的合成、表征及抗菌性能研究[D].青岛:山东科技大学，2011.

[3]李志有.酰腙希夫碱及其金属配合物的合成和生物活性的研究[D].武汉:中南民族大学,2013.

[4]刘胜贵,许方美,张兰兰,等.植物提取物体外抑菌试验的方法研究[J].怀化学院学报,2006(2):65-67.

[5]李东,杜连祥,路福平,等.纳他霉素的抑菌谱及最小抑菌浓度[J].食品工业科技,2004(7):143-144.

Synthesis and Determination of Biological Activity of Isonicotinic Acid(2-hydroxy-benzylidene)-Hydrazide

LIN Hong-wei,WANG Ling,LIU Yu-qing,SHI Yan

(CollegeofChemicalandMaterialsEngineering，HuaihuaUniversity,Huaihua,Hunan418008)

Abstract：Isonicotinic acid(2-hydroxy-benzylidene)-hydrazide was synthesized by salicylaldehyde and isoniazid,and the synthetic conditions of isonicotinic acid(2-hydroxy-benzylidene)-hydrazide.The products were characterized by UV,IR;morever,it’s biological activity were characterized by drug susceptibility experiment and MIC experiements.From the results of the biological activity exerperiment of four bacteria:Escherichia coli,Proteus mirabilis,Staphylococcus aureus and Streptococcus albus,the Proteus mirabilis performaced the bestest bacteriostatic effects.In the drug susceptibility experiments,the diameter of Proteus mirabilis was 11 mm,and in the MIC experient,its minimum inhibition concentration was 1.8×10-4mol/L.

Key words：isonicotinic acid(2-hydroxy-benzylidene)-hydrazide；biological activity；minimum inhibitory concentration

收稿日期：2016-03-11

基金项目：湖南省大学生研究性创新项目“烟(异烟)酰腙西佛碱及其金属配位化合物的合成与活性研究”.

作者简介：林红卫，1968年生，男，湖南双峰人，教授，研究方向：有机化合物定量构效关系.

中图分类号：O621

文献标识码：A

文章编号：1671-9743(2016)05-0034-03