CN109762034A

CN109762034A - 新型对苯二甲醛缩d-氨基葡萄糖席夫碱的制备方法

Info

Publication number: CN109762034A
Application number: CN201910134408.0A
Authority: CN
Inventors: 韩志钟; 翁清花; 方玉婵; 易锦泉; 陈程云; 康杰
Original assignee: Fujian Medical University
Current assignee: Fujian Medical University
Priority date: 2019-02-23
Filing date: 2019-02-23
Publication date: 2019-05-17
Anticipated expiration: 2039-02-23
Also published as: CN109762034B

Abstract

本发明公开一种新型对苯二甲醛缩D‑氨基葡萄糖席夫碱的制备方法，包括如下步骤：称取D‑氨基葡萄糖盐酸盐放入烧杯中，加入无水甲醇，再加入氢氧化钠反应，过滤除去NaCl，向滤液缓慢滴加对苯二甲醛的无水甲醇溶液，于35℃水浴条件下反应后冷却，放置一夜，析出固体粉末，过滤，用冷的无水甲醇洗涤数次，真空干燥得到对苯二甲醛缩D‑氨基葡萄糖席夫碱；该类化合物具有较好的水溶性，良好的光学性能，并具有一定的抑菌活性。该类化合物可以作为荧光探针用于肿瘤细胞成像，有望扩展席夫碱类荧光染料的应用范围。

Description

新型对苯二甲醛缩D-氨基葡萄糖席夫碱的制备方法

技术领域

本发明属于席夫碱合成与制备领域，具体涉及两种新型对苯二甲醛缩D-氨基葡萄糖席夫碱的合成及其制备方法。

背景技术

席夫碱首次由Hugo Schiff 用水杨醛、苯胺和铜离子合成含有亚胺基（-C=N-）的一类化合物。席夫碱是一种由含氨基（-NH₂、-NH-）类物质与含醛基（-CHO）类物质经缩合反应，生成一类含甲亚胺基或亚胺基的有机化合物。席夫碱结构中可通过不同反应物引入不同种类基团，多样的基团使席夫碱具有不同功能。席夫碱及其配合物具有良好的抗肿瘤、抗菌、抗氧化、抗病毒等活性，在化学催化、生物医药、功能材料、食品工业等领域都具有良好的应用前景，在电化学领域也发挥着重要的作用。

D-氨基葡萄糖是一种天然的氨基单糖，几乎分布于人体的所有组织中，特别是关节软骨中，并参与构造人体组织和细胞膜，是蛋白大分子合成的中间物质。D-氨基葡萄糖具有多种生物活性，对肿瘤癌细胞具有较好的杀伤作用，且对人体正常细胞毒性很小。D-氨基葡萄糖分子内有多个反应中心，氨基可以和醛基化合物经缩合反应制备席夫碱，将糖类引入到席夫碱及其金属配合物结构中，有望得到毒性较小且抗癌活性较好的药物；并且葡萄糖中含有多个羟基，能使合成出的席夫碱有良好的水溶性。

本发明采用对苯二甲醛与D-氨基葡萄糖反应，成功合成出了两种新型对苯二甲醛缩D-氨基葡萄糖席夫碱，并进行性能表征和抑菌活性的研究。

发明内容

本发明的目的在于提供两种新型对苯二甲醛缩D-氨基葡萄糖席夫碱及其合成方法。本发明所合成的席夫碱具有一定的抑菌作用，且具有自荧光效应，在生物、药物等领域的具有应用前景。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种新型对苯二甲醛缩D-氨基葡萄糖席夫碱的制备方法，包括如下步骤：称取2.5mmol的D-氨基葡萄糖盐酸盐放入烧杯中，加入15 mL无水甲醇，再加入2.5 mmol的氢氧化钠反应5 min，过滤除去NaCl，向滤液缓慢滴加含有2.5 mmol对苯二甲醛的无水甲醇溶液，于35 ℃水浴条件下反应50 min，冷却，放置一夜，析出固体粉末，过滤，用冷的无水甲醇洗涤数次，真空干燥得到化合物L₁。

一种新型对苯二甲醛缩D-氨基葡萄糖席夫碱的制备方法，包括如下步骤：称取2.5mmol的D-氨基葡萄糖盐酸盐放入烧杯中，加入15 mL无水甲醇，再加入2.5 mmol的氢氧化钠反应5 min，过滤除去NaCl，向滤液缓慢滴加含有1.0 mmol对苯二甲醛的无水甲醇溶液，于35 ℃水浴条件下反应50 min，冷却，放置一夜，析出固体粉末，过滤，用冷的无水甲醇洗涤数次，真空干燥得到化合物L₂。

具体地说，本发明采用如下技术方案：所述的两种新型席夫碱，分子结构式分别为：C₁₄H₁₇O₆N（L₁）和C₂₀H₂₈O₁₀N₂（L₂），其制备方法具体步骤如下：称取2.5 mmol的D-氨基葡萄糖盐酸盐放入烧杯中，加入15 mL无水甲醇，再加入2.5 mmol的氢氧化钠反应5 min，过滤除去NaCl，向滤液缓慢滴加2.5 mmol对苯二甲醛无水甲醇溶液，于35 ℃水浴条件下反应50min，冷却，放置一夜，析出固体粉末，过滤，用冷的无水甲醇洗涤数次，真空干燥得到化合物L₁。化合物L₂的合成方法与L₁相类似，其中，对苯二甲醛的加入量变成1 mmol，其余步骤均相同。

本发明的显著优点在于：设计及合成了一个新型对苯二甲醛缩D-氨基葡萄糖不对称席夫碱和一个对称双席夫碱，该化合物具有较好的水溶性，良好的光学性能，并具有一定的抑菌活性。该化合物可以作为荧光探针用于肿瘤细胞成像，有望扩展席夫碱类荧光染料的应用范围，对荧光探针的研究有较为重要的意义。

附图说明

图1是对苯二甲醛缩D-氨基葡萄糖席夫碱的合成路线图；

图2是化合物L₁和L₂的结构对比示意图；

图3是化合物L₁和L₂的紫外-可见吸收图谱；

图4是化合物L₁和L₂的荧光发射图谱；

图5是化合物L₁和L₂的红外图谱；

图6是化合物L₁的¹³C-NMR；

图7是化合物L₁的¹H-NMR；

图8是化合物L₂的¹³C-NMR；

图9是化合物L₂的¹H-NMR。

具体实施方式

下列结合附图和实施例对本发明进行详细描述：

（一）如图1所示，合成路线图介绍：称取2.5 mmol的D-氨基葡萄糖盐酸盐放入烧杯中，加入10 mL无水甲醇，再加入2.5 mmol的氢氧化钠反应5 min，过滤除去NaCl，向滤液缓慢滴加10 mL溶有2.5 mmol对苯二甲醛的无水甲醇溶液，于35 ℃水浴条件下反应50 min，冷却，放置一夜，析出固体粉末，过滤，用冷的无水甲醇洗涤数次，并真空干燥得到化合物L₁。化合物L₂的合成方法与L₁相类似，其中，对苯二甲醛的加入量变成1 mmol，其余步骤均相同。图2表明两个新型化合物的结构示意图，L₁和L₂分别是新型对苯二甲醛缩D-氨基葡萄糖不对称席夫碱和对称双席夫碱。

（二）紫外光谱表征：室温下测定氨基葡萄糖席夫碱L₁和L₂在无水甲醇中的紫外可见吸收光谱。由图3可以看出所合成的两种席夫碱的光谱相似，200 nm处的强吸收峰为与糖环相连的C=N双键的n→π*跃迁引起的；另外芳醛的吸收峰λ_max一般在250 nm左右，由于席夫碱的C=N双键与苯环形成更大的共轭π电子体系，使其吸收峰产生红移。席夫碱L₁和L₂的λ_max分别在251 nm，270 nm和278 nm，此吸收峰可归结为不同的n→π*、π→π*跃迁引起的。

（三）荧光光谱表征：室温下测定席夫碱在无水甲醇中的荧光发射图谱（见图4），激发波长243 nm。由于合成的席夫碱分子中含有π电子共轭体系，且其中含具有刚性平面结构的苯环，所以合成的席夫碱分子会发出荧光。由上面的荧光光谱图看出，苯环连有的取代基不同，导致荧光波长和荧光强度，但由于结构类似，因此荧光谱图非常相似。

（四）傅里叶变换红外光谱表征（FT-IR）：通过傅里叶变换红外光谱仪对合成的席夫碱化合物进行表面有机官能团分析。取适量干燥的待测样品粉末与KBr（光谱纯SP）在玛瑙研钵中研磨均匀，压片，进行测试。氨基葡萄糖席夫碱化合物L₁和L₂红外图谱见图5和表1。在红外图谱中均出现C=N双键的特征吸收峰，同时出现糖环和苯环的特征吸收峰，说明形成了席夫碱。以化合物L₁的红外吸收光谱分析为例：由于氨基葡萄糖分子上有多个羟基，所以在3455 cm^-1出现一个强宽的伸缩振动吸收峰，在1640 cm^-1出现C=N的特征吸收峰，同时在1084 cm^-1出现吡喃醚基的特征吸收峰，1578 cm^-1、1477 cm^-1、1453 cm^-1处出现苯环骨架的伸缩振动峰。在589 cm^-1、563 cm^-1和549 cm^-1处出现吡喃糖骨架振动。化合物L₁的红外图谱在1689 cm^-1处出现-CHO的特征吸收峰，而化合物L₂的醛基峰消失了，证明对苯二甲醛的两个醛基全都被取代，也侧面印证化合物L₂的生成。

表1. 化合物L₁和L₂的红外图谱数据比较*

*单位均为cm^-1。

（五）核磁碳谱和氢谱分析：通过核磁共振波谱NMR对合成的席夫碱化合物进行结构表征（图6~9）。使用氘代DMSO作溶剂，分别测量席夫碱化合物的核磁共振碳谱和氢谱（见表2~3）。

首先，L₁和L₂的核磁碳谱和氢谱都很纯净，没有杂质峰，说明合成的席夫碱纯度很高。L₁和L₂的核磁共振碳谱中都出现了-C=N-的特征吸收峰，分别位于161.79 ppm和162.13ppm，表明成功合成出了席夫碱；而且相对于L₂的碳谱图，L₁中在193.40 ppm处出现-CHO特征吸收峰，表明仅有一个醛基被取代的L₁合成成功。L₁和L₂的核磁共振氢谱中也出现-C=N-的特征峰，分别位于8.32和8.25 ppm；L₂的氢谱图中没有出现-CHO特征吸收峰，表明化合物L₂中没有L₁的存在，另外，氢谱图积分的结果表明与L₁结构中H的个数与其结构式相对应，因此可以佐证化合物L₁中也没有L₂的存在。

表2. 化合物L₁和L₂的核磁共振碳谱数据比较

表3. 化合物L1和L2的核磁共振氢谱数据比较

化合物	核磁共振氢谱<i>δ</i>/ppm
			<sup>1</sup>H-NMR (500 MHz, DMSO-<i>d</i><sub>6</sub>)
L<sub>1</sub>	2.91 (t, 1H, CH<sub>2</sub>)，3.18~3.49 (m, 4H, 糖环)，3.70~3.78 (m, 1H, CH<sub>2</sub>)，4.62 (t, 1H, OH)，4.78 (t, 1H, OH)，4.98（d,1H, CH-N），5.04 (d, 1H, OH)，6.67 (d, 1H, OH)，7.99 (s, 4H, ArH)，8.32 (s, 1H, -CH=N-)，10.07 (s, 1H，-CHO)
		L<sub>2</sub>	2.93~2.84 (m, 1H, CH<sub>2</sub>)，3.17~3.54 (m, 4H, 糖环)，3.70~3.78 (ddd, 1H, CH<sub>2</sub>)，4.59 (t, 1H, OH)，4.75 (t, 1H, OH)，4.92（d, 2H, CH-N），4.98 (d, 1H, OH)，6.62 (d, 1H, OH)，7.83 (s, 2H, ArH)，8.25 (s, 1H, -CH=N-)

（六）抑菌活性研究

采用96孔板效价测定法对药物的抑菌活性进行研究。具体过程如下：

1. 复苏：实验前一天复苏大肠杆菌，第二天进行扩大培养，OD 600 nm达到0.6（对数生长期）时即可进行实验； 2. 药物浓度稀释：用LB培养基进行药物稀释——2倍稀释法； 3.种板：每孔100 μL，将达到对数生长期的大肠杆菌菌液均匀种到96孔板中； 4. 加药：将配制好的化合物L₁和L₂的药物加入到96孔板中，每孔100 μL。 5. 37 ℃培养箱培养24 h，测OD600 nm值。

对两个化合物进行抑大肠杆菌的活性试验，其中，使用药物0.5 mg时，化合物L₁和L₂的抑制率都在80%以上。结果表明，化合物L₁和L₂都具有一定的抑菌效果。

Claims

1.一种新型对苯二甲醛缩D-氨基葡萄糖席夫碱的制备方法，包括如下步骤：称取2.5mmol的D-氨基葡萄糖盐酸盐放入烧杯中，加入15 mL无水甲醇，再加入2.5 mmol的氢氧化钠反应5 min，过滤除去NaCl，向滤液缓慢滴加含有2.5 mmol对苯二甲醛的无水甲醇溶液，于35 ℃水浴条件下反应50 min，冷却，放置一夜，析出固体粉末，过滤，用冷的无水甲醇洗涤数次，真空干燥得到化合物L₁。

2.一种新型对苯二甲醛缩D-氨基葡萄糖席夫碱的制备方法，包括如下步骤：称取2.5mmol的D-氨基葡萄糖盐酸盐放入烧杯中，加入15 mL无水甲醇，再加入2.5 mmol的氢氧化钠反应5 min，过滤除去NaCl，向滤液缓慢滴加含有1.0 mmol对苯二甲醛的无水甲醇溶液，于35 ℃水浴条件下反应50 min，冷却，放置一夜，析出固体粉末，过滤，用冷的无水甲醇洗涤数次，真空干燥得到化合物L₂。