赵　永，江道勇，高　蕊，丁国华(桂林理工大学化学与生物工程学院，广西桂林　541004)



新型水杨醛衍生物基Schiff碱的合成及其抑菌活性*

赵永，江道勇，高蕊，丁国华
(桂林理工大学化学与生物工程学院，广西桂林541004)

摘要:以(取代)水杨醛、间(对)羧基苯胺和氨基甲酰肼为原料，分别采用冰浴法合成了4-(二乙基氨基)水杨醛-3-羧基苯胺(3a)，4-(二乙基氨基)水杨醛-4-羧基苯胺(3b)和水杨醛-3-羧基苯胺(3c);采用固相法合成了4-(二乙基氨基)水杨醛-氨基甲酰肼(3d);采用水浴回流法合成了3，5-二溴水杨醛-4-羧基苯胺(3e)和2-羟基-1-萘甲醛-4-羧基苯胺(3f)，3a～3f均为新化合物，其结构经1H NMR，IR，ESI-MS和元素分析表征。研究了3a～3f对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌及欧文氏草生杆菌的抑菌活性。结果表明:3a～3f对受试菌种均有一定的抑菌活性，其中3e的抑菌活性最好。

关键词:水杨醛; Schiff碱;合成;抑菌活性

Schiff碱类化合物及其金属配合物在生物医学、催化、分析化学、腐蚀以及光(热)致变色等领域具有重要的应用［1－5］。已见报道的氨基酸类、缩氨脲类、缩胺类、杂环类、腙类席夫碱及其配合物［6－12］具有抑菌、杀菌、抗肿瘤、抗病毒等独特药用效果。尤其含水杨醛基类Schiff碱，由于其特殊的分子结构而具有良好的生理活性［13－15］，在医药界的应用越来越广泛。

水杨醛及其衍生物是一类重要的有机合成中间体，由水杨醛及其衍生物与胺类化合物反应合成的Schiff碱类化合物具有诸多优良性能［16］，其合成方法有水浴回流法、冰浴法和固相合成法。水浴回流法是一种传统的合成方法，反应时间长、收率偏低、副产物较多。利用冰浴法合成Schiff碱化合物，反应温度均在10℃以下，耗时少且收率高，在低温下出现的副反应产物很少，后续处理简单，是一种相对比较绿色的合成方法。固相合成法是在室温或低温下固相反应，不使用溶剂或极少量溶剂，低耗、低污染、选择性高、收率高，是一种绿色的合成方法。

本文分别以(4-二乙胺基)水杨醛(1a)，水杨醛(1c)和3，5-二溴水杨醛(1e)和2-羟基-1-萘甲醛(1f)与3-羧基苯胺(2a)，4-羧基苯胺(2b)和氨基甲酰肼(2d)为原料，采用冰浴法合成了4-(二乙基氨基)水杨醛-3-羧基苯胺(3a)，4-(二乙基氨基)水杨醛-4-羧基苯胺(3b)和水杨醛-3-羧基苯胺(3c);采用固相法合成了4-(二乙基氨基)水杨醛-氨基甲酰肼(3d)，采用水浴回流法合成了3，5-二溴水杨醛-4-羧基苯胺(3e)和2-羟基-1-萘甲醛-4-羧基苯胺(3f)(Scheme 1)，3a～3f均为新化合物，其结构经1H NMR，IR，ESI-MS和元素分析表征。并研究了3a～3f对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌及欧文氏草生杆菌的抑菌活性。

Scheme 1

1　实验部分

1.1仪器与试剂

XT6B型显微熔点仪(温度未校正); Bruker 500MHz型超导核磁共振仪(DMSO-d6为溶剂，TMS为内标); Shimadzu FTIR-8400型红外光谱仪(KBr压片); PE-2400型元素分析仪; HVE-50型高温灭菌锅; 420-BS型电热-恒温培养箱; VD-650型无菌工作台。

1a，分析纯，阿拉丁试剂公司; 2a和2b，分析纯，天津光复精细化工所; 2d，化学级，天津光复精细化工所;牛肉膏，上海锐聪实验设备有限公司;蛋白胨，安泰生物工程股份有限公司;琼脂，汕头市明德食品添加剂有限公司;大肠杆菌、金黄色葡萄球菌及欧文氏草生杆菌菌种，桂林理工大学化学与生物工程学院生物实验室;其余所用试剂均为分析纯或化学纯。

1.2合成

(1)3a和3b的合成

在反应瓶中依次加入1a 0.966 2 g(5 mmol)和乙醇25 mL，搅拌使其溶解;冰盐浴冷却，于8℃～10℃缓慢滴入2a 0.685 7 g(5 mmol)的无水乙醇(25 mL)溶液，滴毕，加入冰醋酸1.5 mL，反应1.5 h(反应0.5 h后出现大量黄色沉淀)。静置，抽滤，滤饼用无水乙醇(3×10 mL)洗涤，干燥后用混合溶剂［A=V(二氯甲烷)∶V(乙醇)=3∶1］重结晶得黄色晶体3a 1.36 g。

用类似方法合成黄色晶体3b［重结晶溶剂:丙酮/乙醇(V/V=3/1)］。

3a:收率87%; IR ν:3 072，3 040，2 963，2 869，1 623(C=N)，1 520，1 417，1 343，1 234，1 195，1 140，1 076，828，764，696，603 cm－1; ESI-MS m/z:312.9{［M + H］+}。

3b:收率85%;1H NMR(CDCl3)δ:1.12(t，J=7.00 Hz，6H，CH3)，3.39(q，J=7.04 Hz，4H，CH2)，6.07(d，J=2.36 Hz，1H，ArH)，6.32(d，J=8.88 Hz，2.44 Hz，1H，ArH)，7.13(d，J=8.68 Hz，1.96 Hz，2H，ArH)，7.32(d，J=8.88 Hz，1H，ArH)，7.72(d，J=8.64 Hz，1.96 Hz，2H，ArH)，8.68(s，1H，HC=N)，13.41(s，1H，OH); IR ν:2 972，2 930，2 659，2 537，2 285，1 681，1 632(C=N)，1 577，1 519，1 418，1 340，1 288，1 237，1 198，1 169，1 127，1 076，1 011，961，899，857，821，786，700，653 cm－1; ESI-MS m/z:313.0{［M + H］+};Anal.calcd for C18H20N2O3:C 69.21，H 6.45，N 8.97; found C 69.54，H 6.48，N 8.99。

(2)3c的合成

在反应瓶中依次加入1c 1.1 mL(10 mmol)和乙醇20 mL，搅拌使其溶解;冰盐浴冷却，于5℃～8℃缓慢滴入2a 1.371 4 g(10 mmol)的无水乙醇(35 mL)溶液，滴毕，反应1 h(出现大量淡黄色沉淀)。静置，抽滤，滤饼用无水乙醇(3×10 mL)洗涤，干燥后用乙醇重结晶得淡黄色晶体3c 2.23 g，收率90%; IR ν:2 923，1 681，1 620(C=N)，1 575，1 504，1 456，1 418，1 362，1 308，1 283，1 193，1 151，1 108，1 033，931，815，757，744，679 cm－1; ESI-MS m/z:240.1{［M +H］－}。

(3)3d的合成

在玛瑙研砵中加入1a 0.375 3 g(5 mmol)和2d 0.966 2 g(5 mmol)，搅拌使其混匀;研磨反应0.5 h～1 h(研磨过程中滴加少量无水乙醇，混合固体颜色由淡棕色逐渐变成淡黄色，直至变成黄绿色黏稠物)。自然风干，依次用无水乙醇和蒸馏水洗涤，抽滤，滤饼干燥得固体粉末，用混合溶剂(A=4∶1)重结晶，置红外干燥箱于40℃干燥48 h得黄绿色晶体3d 1.06 g，收率85%;1H NMR δ:11.07(s，1H，NH)，9.61(s，1H，OH)，8.19(s，1H，HC=N)，7.87(s，1H，NH2)，7.66(s，1H，NH2)，7.52(d，J=5 Hz，1H，ArH)，6.21(d，J=5.0 Hz，1H，ArH)，6.09(s，1H，ArH)，3.33(q，J=8.8 Hz，4H，CH2)，1.10(t，J=8.75 Hz，6H，CH3); IR ν:3 436，3 175，2 971，2 927，1 684，1 631(C=N)，1 593，1 551，1 515，1 476，1 410，1 376，1 353，1 295，1 245，1 217，1 192，1 130，1 079，1 015，857，785，709，658 cm－1; ESI-MS m/z:272.9{［M + Na］+};Anal.calcd for C12H18N4O2:C 57.58，H 7.25，N 22.38; found C 57.12，H 7.32，N 22.45。

(4)3e和3f的合成

在反应瓶中依次加入1e 0.041 1 g(3 mmol)，氢氧化钠0.120 0 g(3 mmol)和无水乙醇25 mL，搅拌下于室温反应20 min;缓慢滴加2b 0.083 9 g(3 mmol)的无水乙醇(25 mL)溶液，滴毕，回流(70℃)反应3 h。静置30 min，抽滤，滤饼依次用冷无水乙醇(2×10 mL)和无水甲醇(2×10 mL)洗涤，用无水乙醇/无水甲醇(V/V=2/1)重结晶，于40℃真空干燥24 h得淡黄色晶体3e 92.5 mg。

用类似方法合成淡黄色晶体3f。

3e:收率74%，m.p.163.0℃～164.0℃;

1H NMR δ:10.04(s，1H)，9.02(s，1H)，8.25～7.26(m，5H)，6.55(d，J=8.5 Hz，1H)，3.40(s，1H)，2.50(s，1H); IR ν:3 428，2 927，1 686，1 594(C=N)，1 424，1 319，1 293，1 164 cm－1; ESI-MS m/z:397.82［M+］; Anal.calcd for C14H9NO3Br2:C 42.19，H 2.27，N 3.53; found C 42.14，H 2.27，N 3.51。

3f:收率83%，m.p.185.0℃～187.0℃;

1H NMR δ:10.82(s，1H)，9.67(s，1H)，8.93(d，J=8.5 Hz，1H)，8.52～7.97(m，3H)，7.79～7.24(m，6H)，3.37(s，1H)，2.51(d，J=8.5 Hz，1H); IR ν:3 428，2 924，1 689，1 595(C=N)，1 545，1 401，1 345，1 308，1 248，1 126，970，843，771，744 cm－1; ESI-MS m/z:289.93［M－］; Anal.calcd for C18H13NO3:C 74.24，H 4.51，N 4.81; found C 74.22，H 4.50，N 4.83。

1.3生物活性测试

活化实验菌种:分别称取蛋白胨6 g，牛肉膏3 g和NaCl 3 g置于3个锥形瓶中，加入200 mL蒸馏水，用0.1 mol·L－1NaOH溶液调至pH 7.0～7.2，置高压蒸汽灭菌锅灭菌30 min;置无菌工作台，冷却至室温。用接种环将金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和欧文氏草生杆菌菌种分别接在液体培养基中，置培养箱中于28.5℃活化15 h，重复三次，备用。

制备培养基:分别称取蛋白胨12 g，琼脂16 g，牛肉膏6 g和NaCl 6 g置于4个锥形瓶中，加入蒸馏水400 mL，用0.1 mol·L－1NaOH溶液调至pH 7.0～7.2，置高压蒸汽灭菌锅灭菌30 min;置无菌工作台，冷却至30℃～40℃;用移液器将金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和欧文氏草生杆菌活化菌液按1∶50分别加到固态培养基中，摇匀，及时倾入置有牛筋环的10 mL～15 mL无菌培养皿中，晾干，备用［17－18］。

测定抑菌活性:用移液器分别移取3a～3f 2 mg·mL－1药液于培养基，置培养箱于30℃培育24 h。观察抑菌效果，测量抑菌圈直径，以分析纯DMF作为空白对照;每个化合物对每个菌种平行实验3次，取其平均值。

2　结果与讨论

2.1合成

分别采用冰浴法、固相合成法和水浴回流法合成3a～3f，实验结果见表1。由表1可见，用冰浴法合成3a，3b和3c，耗时短、收率高。可能因为低温反应时副反应较少，且有利于后续提纯处理;3d固相合成法收率最高，使用的溶剂极少，对环境污染小，是一种绿色的合成法; 3e和3f水浴回流法合成产率最高，但反应耗时较长，能耗较高。综上所述，固相合成法和冰浴合成法能优化合成条件、提高收率，是两种绿色的合成方法。

表1　不同合成方法对比Table 1　Comparison of different synthesis methods

2.2抑菌活性

3a～3f对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、草生欧文氏杆菌的抑菌圈直径见表2。由表2可见，3a～3f对受试菌种均具有较强的抑制作用。其中3e对大肠杆菌以及欧氏草生杆菌的抑制效果最好;3d对金黄色葡萄球菌的抑菌效果最好。整体评价，3e的抑菌活性最好，说明同时含N，O及Br等多种杂原子的配体对菌种的抑菌效果更好。

表2　3a～3f的抑菌圈直径*Table 2　The antibacterial circle diameters of 3a～3f

3　结论

分别以(取代)水杨醛、间(对)羧基苯胺和氨基甲酰肼为原料，合成了6个新型的水杨醛衍生物基Schiff碱(3a～3f)。抑菌活性实验结果表明:

3a～3f对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、草生欧文氏杆菌均有一定的抑菌活性，其中3，5-二溴水杨醛-4-羧基苯胺(3e)的抑菌活性最好。

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Synthesis and Antimicrobial Activities of Novel Salicylaldehyde Schiff Base Derivatives

ZHAO Yong，JIANG Dao-yong，GAO Rui，DING Guo-hua
(College of Chemistry and Biological Engineering，Guilin University of Technology，Guilin 541004，China)

Abstract:Using(substituted)salicylaldehyde，m(p)-carboxyaniline and carbamoyl hydrazine as the raw materials，4-(diethylamino)salicylaldehyde-3-carboxyaniline(3a)，4-(diethylamino)salicylaldehyde-4-carboxy aniline(3b)and salicylaldehyde-3-carboxy-aniline(3c)were synthesized by the ice bath method，4-(diethylamino)salicylaldehyde-amino acid hydrazide(3d)was synthesized by the solid-phase method，3，5-dibromo salicylaldehyde-4-carboxyaniline(3e)and 2-hydroxy-1-naphthaldehyde-4-carboxyaniline(3f)were synthesized by the reflux method.3a～3f were novel compounds.The structures were characterized by1H NMR，IR，ESI-MS and elemental analysis.The antimicrobial activities of 3a～3f against S.aureus，E.herbicola and E.coli were investigated.The results showed that 3a～3f exhibited certain biological activities，and 3e was the best one.

Keywords:salicylaldehyde; Schiff base; synthesis; antimicrobial activity

作者简介:赵永(1989－)，男，汉族，河南南阳人，硕士研究生，主要从事功能有机材料的研究。

基金项目:国家自然科学基金资助项目(21166006);广西硕士研究生科研创新项目(YCSZ2014155)

收稿日期:2014-06-25;

修订日期:2015-01-23

中图分类号:O625.6

文献标识码:A

DOI:10.15952/j.cnki.cjsc.1005－1511.2015.05.0387 *

通信联系人:丁国华，教授，硕士生导师，E-mail:dinggh@ glut.edu.cn