3，5-二硝基水杨醛缩甘氨酸铜(Ⅱ)配合物的合成、表征及其抗O.2活性
作者：张邦乐 何炜 王多宁
单位：
关键词：
西北药学杂志000426 摘要 在水杨醛苯环上引入吸电子基并与甘氨酸缩合，设计合成了3，5-二硝基水杨醛缩甘氨酸席夫碱及其铜(Ⅱ)配合物，对配合物进行了元素分析、摩尔电导、红外光谱、紫外光谱等系列表征，讨论了配合物中金属配体键合作用以及配合物的结构，并用黄嘌呤—黄嘌呤氧化酶—鲁米诺化学发光法测定了其歧化超氧阴离子的活性，与超氧化物歧化酶(SOD)作了对照，发现该配合物有较强的清除O.2作用，显示较强的SOD样活性，在一定程度上具有模拟SOD酶的作用。
关键词 3，5-二硝基水杨醛；甘氨酸；席夫碱；O.2清除作用；模拟酶化合物
, 百拇医药
中图分类号：TQ46 文献标识码：A
Synthesis and characterization of N-(3,5-dinitrosalicylidene) glycine cupric(Ⅱ) complex and its O.2 scavenging property
Zhang Bangle He Wei Wang Duoning
(Department of pharmacology, The Fourth Military Medical University, Xi'an 710032)
ABSTRACT N-(3,5-dinitrosalicylidene) glycine cupric(Ⅱ) complex had been synthesized and characterized by elemental analysis, molar conductance, infrared spectrum, ultraviolet spectrum and thermal analysis. The structure of cupric complex and its property of scavenging O.2 had been investigated. The results showed that this complex had stronger activity in scavenging O.2 and exhibited the effect of enzyme mimics of SOD.
, 百拇医药
KEY WORDS
KEY WORDS 3,5-dinitrosalicylidene; glycine; Schiff base, O.2 scavenging; enzyme mimics
水杨醛席夫碱与过渡金属元素形成的配合物具有较强的抗菌和抗肿瘤活性〔1～3〕。Hodnett〔1〕研究指出，水杨醛的苯环上取代基吸电子能力愈强，其席夫碱的抗肿瘤活性愈高。此外，氨基酸席夫碱具有氧和氮多个配位原子，是一类重要的生物配体。对此配体和配合物的研究有助于了解生物体内氨基酸与金属离子的键合作用，并可用来进行生物体内酶功能的模拟〔4，5〕。本文在水杨醛苯环上引入两个硝基吸电子基并与甘氨酸缩合形成席夫碱，设计合成了含吸电子取代基的水杨醛缩甘氨酸席夫碱及其相应的铜(Ⅱ)配合物(1)反应式如下：
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1 仪器与试药
1.1 仪器 Carlo Erba元素分析仪；Schimadzu IR-470红外光谱仪(KBr压片)；DU-50紫外可见分光光度计；DDS-11A型电导仪；DG-3030化学发光仪。
1.2 试药 氢氧化钾、水杨醛(用前减压蒸馏纯化)为化学纯；甘氨酸、黄嘌呤、黄嘌呤氧化酶、超氧化物歧化酶(SOD)为生化试剂。
2 方法
2.1 3，5-二硝基水杨醛(2)的合成 参考文献〔6〕合成，改进后处理。得黄色晶体，乙醇重结晶。mp 59℃～60℃(文献mp 58℃～60℃)。
2.2 配体(3)的合成 将甘氨酸0.32g和氢氧化钾0.28g加入无水乙醇30ml中，加热溶解后滴加入3，5-二硝基水杨醛0.89g(15ml无水乙醇溶解)；加热回流30min，然后一边反应一边蒸发溶剂，直到出现大量沉淀；冷却过滤，无水乙醇5ml洗涤，真空干燥得橙红色固体1.12g，保存备用。mp>300℃。元素分析：C9H6N3O7K实验值(计算值)%：C35.02(35.18)，H2.04(1.97)，N13.62(13.68)。
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2.3 配合物(1)的合成 配体0.92g加入乙醇80ml中，搅拌下回流0.5h，然后滴加二水氯化铜0.51g(乙醇溶液30ml)于上述溶液中；滴加完后回流反应，待溶液变为蓝绿色清液后，浓缩蒸除乙醇至粘稠状，冰水冷却，过滤，冰乙醇洗涤；真空干燥得绿色棒状结晶0.92g。mp 244℃(分解)。
2.4 配合物(1)的SOD样活性测定 配合物的SOD样活性(抗O.2活性)用黄嘌呤-黄嘌呤氧化酶-鲁米诺化学发光体系测定〔7〕，以超氧化物歧化酶(SOD)作标准。体系总体积为500μl，测定时间1min，温度25℃。分别以SOD和配合物的浓度对化学发光百分抑制率作直线回归，求出抑制发光50%的对应剂量[ID]50。
3 结果与讨论
3.1 配合物的组成 配合物元素分析，C9H7N3O8Cu实验值(计算值)%：C30.85(31.00)，H2.10(2.02)，N11.78(12.05)。实验值与计算值基本一致，配体与铜(Ⅱ)离子配位比为1∶1。摩尔电导测定表明配合物为非电解质。配合物热谱图上仅190℃左右有一吸热峰，失重率与一个配位水所占百分数吻合，不含结晶水，其组成与配合物结构式吻合。
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3.2 紫外光谱 在乙醇溶液中测定了配体(3)与配合物(1)的紫外光谱。λmax/nm：配体206，228，330；配合物210，230，338；配体在330nm处有一强吸收带属共轭C＝N的π-π跃迁，形成配合物后C＝N的π-π跃迁红移至338nm处，与C＝N中N与Cu的配位使共轭效应增强有关。
3.3 红外光谱 KBr压片测定了化合物的红外光谱(cm-)：配体3395(υO-H)，1666(υC＝N)，1610(υas COO-)，1366(υs COO-)，1238(υPh-O)；配合物3452(υO-H)，1652(υC＝N)，1605(υas COO-)，1354(υs COO-)，1230(υPh-O)，582(υCu-N)，516(υCu-O)。从红外光谱数据可以看出，形成配合物后配体的υC＝N、υPh-O、υas COO-和υs COO-均发生不同程度的低频移动，表明配体中酚氧(Ph-O-)、羧基氧(COO-)及亚胺氮(C＝N)均参与配位成键，与紫外光谱测定结果一致。而且IR谱图中出现υCu-N、υCu-O和υO-H吸收，表明配合物已经形成。
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根据以上光谱数据综合分析可以确知，铜(Ⅱ)配合物中参与配位的有C＝N中的氮、COO-中的氧、Ph-O-中的氧以及H2O中的氧，中心铜(Ⅱ)离子的配位数为4，配合物无外界，配位成键和配合物结构如1所示。
3.4 配合物对O.2的清除作用 由于某些肿瘤、癌变是体内含有过多氧自由基所致，而O.2是其中重要成分。本文用黄嘌呤-黄嘌呤氧化酶-鲁米诺化学发光法测定了配合物的歧化超氧阴离子活性，以探索用人工合成的化合物代替SOD用于临床治疗的可能性，并与超氧化物歧化酶(SOD)作了对照。结果发现铜(Ⅱ)配合物有较强的清除O.2作用，显示较强的SOD样活性。其抑制率与配合物浓度成正相关。测试条件下配合物的[ID]50为688ng，而标准物SOD的[ID]50为150ng。[ID]50(配合物)/[ID]50(SOD)＝4.53，说明配合物在一定程度上具有模拟SOD酶的作用，与近年来研究发现Cu(Ⅱ)小分子配合物具有一定SOD样活性相一致，而且并非游离酚羟基所致。试验发现，引入吸电取代基后配合物水溶性提高，克服了一般配合物溶解性较差、影响药效发挥的弊端，加之氨基酸本身为生物体必需和代谢组分，所以该类配合物的设计、筛选为寻找可供临床应用的新型、高效、低毒抗癌杀菌剂提供了一种途径。配合物的DNA结合力和抗脂质过氧化性能在进一步考察研究中。
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参考文献
〔1〕 Hodnett EM, Dunn WJ. Structure-antitumor activity correlation of some Schiff bases. J Med Chem, 1970,13(4):768
〔2〕 Hodnett EM, Dunn WJ. Cobalt derivatives of Schiff bases of aliphatic amines as antitumor agents. J Med Chem, 1972,15(3):339
〔3〕 柳翠英，赵全芹，郭秀英.5-氯，N-(2-羟基乙基)水杨醛亚胺Schiff碱的合成与表征.化学试剂，1998，20(1)：42
〔4〕 陈建华，李常胜，李习俊.N-(2-羟基萘甲醛)甘氨酸席夫碱及其铜(Ⅱ)镍(Ⅱ)配合物的合成，表征和抗癌活性.中国药物化学杂志，1995，5(3)：192
〔5〕 Tsai MD, Weintraub JH, Byrn SR, et al. Conformation-reactivity relationship for pyridoxal Schiff bases. Biochem, 1978,17:3183
〔6〕 刘瑞兰.取代水杨醛的合成.陕西化工，1988，1：1
〔7〕 王多宁，莫简，赵喜荣，等.化学发光法测定两种铜(Ⅱ)配合物歧化超氧阴离子的活性.第四军医大学学报，1995，16(4)：312
(收稿：2000-01-26), 百拇医药
单位：
关键词：
西北药学杂志000426 摘要 在水杨醛苯环上引入吸电子基并与甘氨酸缩合，设计合成了3，5-二硝基水杨醛缩甘氨酸席夫碱及其铜(Ⅱ)配合物，对配合物进行了元素分析、摩尔电导、红外光谱、紫外光谱等系列表征，讨论了配合物中金属配体键合作用以及配合物的结构，并用黄嘌呤—黄嘌呤氧化酶—鲁米诺化学发光法测定了其歧化超氧阴离子的活性，与超氧化物歧化酶(SOD)作了对照，发现该配合物有较强的清除O.2作用，显示较强的SOD样活性，在一定程度上具有模拟SOD酶的作用。
关键词 3，5-二硝基水杨醛；甘氨酸；席夫碱；O.2清除作用；模拟酶化合物
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中图分类号：TQ46 文献标识码：A
Synthesis and characterization of N-(3,5-dinitrosalicylidene) glycine cupric(Ⅱ) complex and its O.2 scavenging property
Zhang Bangle He Wei Wang Duoning
(Department of pharmacology, The Fourth Military Medical University, Xi'an 710032)
ABSTRACT N-(3,5-dinitrosalicylidene) glycine cupric(Ⅱ) complex had been synthesized and characterized by elemental analysis, molar conductance, infrared spectrum, ultraviolet spectrum and thermal analysis. The structure of cupric complex and its property of scavenging O.2 had been investigated. The results showed that this complex had stronger activity in scavenging O.2 and exhibited the effect of enzyme mimics of SOD.
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KEY WORDS
KEY WORDS 3,5-dinitrosalicylidene; glycine; Schiff base, O.2 scavenging; enzyme mimics
水杨醛席夫碱与过渡金属元素形成的配合物具有较强的抗菌和抗肿瘤活性〔1～3〕。Hodnett〔1〕研究指出，水杨醛的苯环上取代基吸电子能力愈强，其席夫碱的抗肿瘤活性愈高。此外，氨基酸席夫碱具有氧和氮多个配位原子，是一类重要的生物配体。对此配体和配合物的研究有助于了解生物体内氨基酸与金属离子的键合作用，并可用来进行生物体内酶功能的模拟〔4，5〕。本文在水杨醛苯环上引入两个硝基吸电子基并与甘氨酸缩合形成席夫碱，设计合成了含吸电子取代基的水杨醛缩甘氨酸席夫碱及其相应的铜(Ⅱ)配合物(1)反应式如下：
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1 仪器与试药
1.1 仪器 Carlo Erba元素分析仪；Schimadzu IR-470红外光谱仪(KBr压片)；DU-50紫外可见分光光度计；DDS-11A型电导仪；DG-3030化学发光仪。
1.2 试药 氢氧化钾、水杨醛(用前减压蒸馏纯化)为化学纯；甘氨酸、黄嘌呤、黄嘌呤氧化酶、超氧化物歧化酶(SOD)为生化试剂。
2 方法
2.1 3，5-二硝基水杨醛(2)的合成 参考文献〔6〕合成，改进后处理。得黄色晶体，乙醇重结晶。mp 59℃～60℃(文献mp 58℃～60℃)。
2.2 配体(3)的合成 将甘氨酸0.32g和氢氧化钾0.28g加入无水乙醇30ml中，加热溶解后滴加入3，5-二硝基水杨醛0.89g(15ml无水乙醇溶解)；加热回流30min，然后一边反应一边蒸发溶剂，直到出现大量沉淀；冷却过滤，无水乙醇5ml洗涤，真空干燥得橙红色固体1.12g，保存备用。mp>300℃。元素分析：C9H6N3O7K实验值(计算值)%：C35.02(35.18)，H2.04(1.97)，N13.62(13.68)。
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2.3 配合物(1)的合成 配体0.92g加入乙醇80ml中，搅拌下回流0.5h，然后滴加二水氯化铜0.51g(乙醇溶液30ml)于上述溶液中；滴加完后回流反应，待溶液变为蓝绿色清液后，浓缩蒸除乙醇至粘稠状，冰水冷却，过滤，冰乙醇洗涤；真空干燥得绿色棒状结晶0.92g。mp 244℃(分解)。
2.4 配合物(1)的SOD样活性测定 配合物的SOD样活性(抗O.2活性)用黄嘌呤-黄嘌呤氧化酶-鲁米诺化学发光体系测定〔7〕，以超氧化物歧化酶(SOD)作标准。体系总体积为500μl，测定时间1min，温度25℃。分别以SOD和配合物的浓度对化学发光百分抑制率作直线回归，求出抑制发光50%的对应剂量[ID]50。
3 结果与讨论
3.1 配合物的组成 配合物元素分析，C9H7N3O8Cu实验值(计算值)%：C30.85(31.00)，H2.10(2.02)，N11.78(12.05)。实验值与计算值基本一致，配体与铜(Ⅱ)离子配位比为1∶1。摩尔电导测定表明配合物为非电解质。配合物热谱图上仅190℃左右有一吸热峰，失重率与一个配位水所占百分数吻合，不含结晶水，其组成与配合物结构式吻合。
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3.2 紫外光谱 在乙醇溶液中测定了配体(3)与配合物(1)的紫外光谱。λmax/nm：配体206，228，330；配合物210，230，338；配体在330nm处有一强吸收带属共轭C＝N的π-π跃迁，形成配合物后C＝N的π-π跃迁红移至338nm处，与C＝N中N与Cu的配位使共轭效应增强有关。
3.3 红外光谱 KBr压片测定了化合物的红外光谱(cm-)：配体3395(υO-H)，1666(υC＝N)，1610(υas COO-)，1366(υs COO-)，1238(υPh-O)；配合物3452(υO-H)，1652(υC＝N)，1605(υas COO-)，1354(υs COO-)，1230(υPh-O)，582(υCu-N)，516(υCu-O)。从红外光谱数据可以看出，形成配合物后配体的υC＝N、υPh-O、υas COO-和υs COO-均发生不同程度的低频移动，表明配体中酚氧(Ph-O-)、羧基氧(COO-)及亚胺氮(C＝N)均参与配位成键，与紫外光谱测定结果一致。而且IR谱图中出现υCu-N、υCu-O和υO-H吸收，表明配合物已经形成。
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根据以上光谱数据综合分析可以确知，铜(Ⅱ)配合物中参与配位的有C＝N中的氮、COO-中的氧、Ph-O-中的氧以及H2O中的氧，中心铜(Ⅱ)离子的配位数为4，配合物无外界，配位成键和配合物结构如1所示。
3.4 配合物对O.2的清除作用 由于某些肿瘤、癌变是体内含有过多氧自由基所致，而O.2是其中重要成分。本文用黄嘌呤-黄嘌呤氧化酶-鲁米诺化学发光法测定了配合物的歧化超氧阴离子活性，以探索用人工合成的化合物代替SOD用于临床治疗的可能性，并与超氧化物歧化酶(SOD)作了对照。结果发现铜(Ⅱ)配合物有较强的清除O.2作用，显示较强的SOD样活性。其抑制率与配合物浓度成正相关。测试条件下配合物的[ID]50为688ng，而标准物SOD的[ID]50为150ng。[ID]50(配合物)/[ID]50(SOD)＝4.53，说明配合物在一定程度上具有模拟SOD酶的作用，与近年来研究发现Cu(Ⅱ)小分子配合物具有一定SOD样活性相一致，而且并非游离酚羟基所致。试验发现，引入吸电取代基后配合物水溶性提高，克服了一般配合物溶解性较差、影响药效发挥的弊端，加之氨基酸本身为生物体必需和代谢组分，所以该类配合物的设计、筛选为寻找可供临床应用的新型、高效、低毒抗癌杀菌剂提供了一种途径。配合物的DNA结合力和抗脂质过氧化性能在进一步考察研究中。
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参考文献
〔1〕 Hodnett EM, Dunn WJ. Structure-antitumor activity correlation of some Schiff bases. J Med Chem, 1970,13(4):768
〔2〕 Hodnett EM, Dunn WJ. Cobalt derivatives of Schiff bases of aliphatic amines as antitumor agents. J Med Chem, 1972,15(3):339
〔3〕 柳翠英，赵全芹，郭秀英.5-氯，N-(2-羟基乙基)水杨醛亚胺Schiff碱的合成与表征.化学试剂，1998，20(1)：42
〔4〕 陈建华，李常胜，李习俊.N-(2-羟基萘甲醛)甘氨酸席夫碱及其铜(Ⅱ)镍(Ⅱ)配合物的合成，表征和抗癌活性.中国药物化学杂志，1995，5(3)：192
〔5〕 Tsai MD, Weintraub JH, Byrn SR, et al. Conformation-reactivity relationship for pyridoxal Schiff bases. Biochem, 1978,17:3183
〔6〕 刘瑞兰.取代水杨醛的合成.陕西化工，1988，1：1
〔7〕 王多宁，莫简，赵喜荣，等.化学发光法测定两种铜(Ⅱ)配合物歧化超氧阴离子的活性.第四军医大学学报，1995，16(4)：312
(收稿：2000-01-26), 百拇医药