1,2,4-三唑环的席夫碱衍生物生物活性的研究

1,2,4-三唑环的席夫碱衍生物生物活性的研究

schiff碱作为缓冲剂、添加剂、生物活性剂、分析试剂和催化剂，广泛应用于化工生产和科学研究的许多领域。20世纪80年代以来,研究发现含芳环和杂环的席夫碱化合物具有很高的植物生长激素活性,英国专利曾报道,某些芳香席夫碱具有很好的生物活性,可使豆类大幅度增产。龙德清,汪焱钢等还相继报道了多种三唑类席夫碱,大部分化合物具有很好的杀菌性,植物生长调节性及生根性能。在报道的众多的三唑类席夫碱中尤以含3-氨基-5-羧基-1,2,4-三唑环的席夫碱化合物的生物活性最为突出,显示出药效高、杀菌效果好、内吸性好的优点。为了进一步研究3-氨基-5-羧基-1,2,4-三唑类席夫碱的合成及性质,本文以3-氨基-5-羧基-1,2,4-三唑为原料,与取代芳醛反应,设计合成了8个3-氨基-5-羧基-1,2,4-三唑类席夫碱化合物,通过IR,1HNMR和元素分析对化合物的结构进行了确定。1实验部分1.1超声核磁共振检测SMP3数字型熔点仪,IR-400型红外分光光度仪(KBr),PE-2400元素分析仪,VarianunityINOVA-400超导核磁共振仪。试剂:氨基胍重碳酸盐(化学纯,北京化工厂),取代芳醛(化学纯),无水碳酸钾(分析纯,天津市河北区海晶精细化工厂),体积分数10%H2SO4,DMF(分析纯,天津市瑞金特化学品有限公司),草酸、无水乙醇和冰醋酸(分析纯,西安化学试剂厂)。1.2,4-cl2—合成原理合成所采用的反应方程式如下。式中,R=a:2,4-Cl2—,b:4-F—,c:3-F—,d:4-Cl—,e:4-Br—,f:2-Br—,g:4-CH3O—,h:4-OH—。1.3实验操作1.3.1kco3-1在250mL反应瓶中,加入7.5g(0.055mol)氨基胍重碳酸盐和50mL水,加热至60℃,分批加入9.5g(0.75mol)草酸,加热回流8h,然后冷却至70℃,加入7.6gK2CO3,维持此温度加热8h。趁热过滤,滤液冷却后在剧烈搅拌下加入25mL体积分数10%H2SO4酸化,析出化合物Ⅰ沉淀,过滤,用冷水洗涤,干燥。熔点182.4—183.2℃(文献值182—183℃)。1.3.2氨基-5-羧基-1,2,4-三唑的合成在反应瓶中加入0.01mol的取代芳香醛和0.01mol的3-氨基-5-羧基-1,2,4-三唑,加入溶剂DMF,少量冰醋酸作催化剂,加热回流3.5—4.5h。减压蒸除溶剂,加入少量无水乙醇后析出粗产品,用体积分数95%的乙醇进行重结晶,得目标化合物Ⅱa—Ⅱh。(1)化学位移3-(2,4-二氯苯亚甲基-)氨基-5-羧基-1,2,4-三唑,黄色结晶,熔点230.8—231.9℃;1HNMR(DMSO-d6,400MHz)化学位移δ14.03(s‚1Η‚ΝΗ)‚δ9.25(s‚1Η‚CΗ=Ν)‚δ7.52—7.91(m‚3Η,Ar—H);IR(KBr)波数ν1618cm-1(C=Ν)‚ν2500—3148cm-1(羧基中的OH);元素分析,C10H6Cl2N4O2,质量分数计算值(%):C42.13,H2.12,N19.65,实测值(%):C42.45,H2.08,N20.03。(2)1077777710.177.3-(4-氟苯亚甲基-)氨基-5-羧基-1,2,4-三唑,黄色结晶,熔点208.2—209.1℃;1HNMR(DΜSΟ-d6‚400ΜΗz)δ14.17(s‚1Η‚ΝΗ),δ9.27(s‚1Η‚CΗ=Ν)‚δ7.74—8.21(m‚4Η,Ar—H);ΙR(ΚBr)ν1620cm-1(C=Ν)‚ν2500—3150cm-1(羧基中的OH);元素分析,C10H7FN4O2,质量分数计算值(%):C51.29,H3.01,N23.92,实测值(%):C51.44,H3.05,N24.13。(3)09.339.337.3-(3-氟苯亚甲基-)氨基-5-羧基-1,2,4-三唑,白色结晶,熔点240.7—241.6℃;1HNMR(DΜSΟ-d6‚400ΜΗz)δ14.10(s‚1Η‚ΝΗ)‚δ9.23(s‚1Η‚CΗ=Ν)‚δ7.58—8.11(m‚4Η,Ar—H);ΙR(ΚBr)ν1620cm-1(C=Ν)‚ν2500—3150cm-1(羧基中的OH);元素分析,C10H7FN4O2,质量分数计算值(%):C51.29,H3.01,N23.92,实测值(%):C51.57,H3.04,N24.11。(4)09.3341010251025107.327.327.327.327.324510107.327.327.3251010101010101010101010109.337.3225101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010103-(4-氯苯亚甲基-)氨基-5-羧基-1,2,4-三唑,白色结晶,熔点216.9—217.5℃;1HNMR(DΜSΟ-d6‚400ΜΗz)δ14.10(s‚1Η‚ΝΗ)‚δ9.23(s‚1Η‚CΗ=Ν)‚δ7.51—8.02(m‚4Η,Ar—H);ΙR(ΚBr)ν1618cm-1(C=Ν)‚ν2500—3148cm-1(羧基中的OH);元素分析,C10H7ClN4O2,质量分数计算值(%):C47.92,H2.82,N22.35,实测值(%):C48.16,H2.87,N22.43。(5)0z7.327.47.47.47.47.47.47.47.47.47.77.77.77.77.77.77.77.77.75107.7.77.7.77.43-(4-溴苯亚甲基-)氨基-5-羧基-1,2,4-三唑,白色结晶,熔点230.2—230.9℃;1HNMR(DΜSΟ-d6‚400ΜΗz)δ14.09(s‚1Η‚ΝΗ)‚δ9.22(s‚1Η‚CΗ=Ν)‚δ7.73—7.97(m‚4Η,Ar—H);ΙR(ΚBr)ν1616cm-1(C=Ν)‚ν2500—3147cm-1(羧基中的OH);元素分析,C10H7BrN4O2,质量分数计算值(%):C40.70;H2.39,N18.99,实测值(%):C40.89,H2.35,N19.12。(6)510.169.17.410.267.410.410.410.410.410.410.41010107.4109.410109.149.149.15101010.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.4101010101010101010101010101010109.5m51010101010101010109.13101010.2610.2610.2610.2610.2610.2610.2610.2610.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.410.43-(2-溴苯亚甲基-)氨基-5-羧基-1,2,4-三唑,白色结晶,熔点135.9—136.7℃;1HNMR(DΜSΟ-d6‚400ΜΗz)δ14.06(s‚1Η‚ΝΗ)‚δ9.15(s‚1Η‚CΗ=Ν)‚δ7.44—7.93(m‚4Η,Ar—H);ΙR(ΚBr)ν1615cm-1(C=Ν)‚ν2500—3147cm-1(羧基中的OH);元素分析,C10H7BrN4O2,质量分数计算值(%):C40.70,H2.39,N18.99,实测值(%):C40.87,H2.36,N19.15。(7)羧基化5553-(4-甲氧基苯亚甲基-)氨基-5-羧基-1,2,4-三唑,白色结晶,熔点204.6—205.2℃;1ΗΝΜR(DΜSΟ-d6‚400ΜΗz)δ13.93(s‚1Η‚ΝΗ)‚δ9.14(s‚1Η‚CΗ=Ν)‚δ7.09—7.93(m‚4Η,Ar—H),δ3.86(s,3H,OCH3);IR(ΚBr)ν1600cm-1(C=Ν)‚ν2500—3147cm-1(羧基中的OH);元素分析,C11H10N4O3,质量分数计算值(%):C53.66,H4.09,N22.75;实测值(%):C53.78,H4.13,N22.97。(8)z12355510.325.4555510.325.45555510.3255510.410.4555555555555.4555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555553-(4-羟基苯亚甲基-)氨基-5-羧基-1,2,4-三唑,浅黄色结晶,熔点208.1—209.3℃;1ΗΝΜR(DΜSΟ-d6‚400ΜΗz)δ13.92(s‚1Η‚ΝΗ)‚δ9.14(s‚1Η‚CΗ=Ν)‚δ7.05—7.94(m‚4Η‚Ar—Η)‚δ8.52(s‚1Η‚ΟΗ);IR(ΚBr)ν1605cm-1(C=Ν)‚ν2500—3146cm-1(羧基中的OH);元素分析,C10H8N4O3,质量分数计算值(%):C51.73,H3.47,N24.13,实测值(%):C51.94,H3.49,N24.21。2结果与讨论2.1中间体化合物的合成(1)由3-氨基-5-羧基-1,2,4-三唑与取代芳醛反应所得到的3-氨基-5-羧基-1,2,4-三唑类席夫碱化合物(Ⅱa—Ⅱh)均为固体,溶于DMF、DMSO、热的体积分数为95%的乙醇,难溶于水。化合物都很稳定,长时间放置无明显变化。采用的反应条件为:3-氨基-5-羧基-1,2,4-三唑与取代芳醛的摩尔比为1∶1,DMF为溶剂,冰醋酸为催化剂,在回流温度下反应3.5—4.5h后,减压蒸除溶剂,加入少量无水乙醇析出粗品,用体积分数95%的乙醇进行重结晶得到纯品。(2)参考文献方法制备中间体化合物Ⅰ时,按文献中的条件不能得到预期产物,需要增加K2CO3的量使其能够将所得中间产物完全转化为钾盐,在酸化过程中需迅速搅拌,有时可能酸化不彻底,需再加入少量酸进行二次酸化。参考文献方法合成席夫碱化合物Ⅱ时对实验条件作了改进。在制备化合物Ⅱ时,化合物Ⅱa和Ⅱg按文献方法可得到,其他化合物按文献的方法得不到预期产品。在制备过程中,反应结束后,蒸掉溶剂,一般得到粘稠油状物,冷却后变硬,且不溶于无水乙醇和体积分数95%的乙醇,溶于DMF,但不易析出目标产物,产物很难得到纯化。经过反复试验发现如果在反应时加入少量冰醋酸催化,并且延长反应时间,蒸掉溶剂后,再补加少量无水乙醇,可使目标产物较易析出,析出的产物可用体积分数95%的乙醇纯化。这可能是由于醋酸的存在有助于羰基亲核加成中羰碳正离子的形成。2.2c为键化合物形成schiff碱(1)在IR图中,一般Schiff碱的C=Ν键的特征吸收峰多出现在1600—1630cm-1,本文所合成的目标化合物中的C=Ν键的吸收峰出现在1600—1625cm-1,与一般Schiff碱的