水杨醛赖氨酸Schiff碱配体及铬配合物的制备与性质

目录TOC\o"1-1"\h\u11245摘要124756关键词112767Abstract120621Keywords123526引言 1157051实验局部 1252021.1试剂与仪器 23452247551.1.2仪器 2125731.2方法 2191362250921.2.2水杨醛赖氨酸Schiff碱配体的合成 2255632273611.2.4红外光谱测定 2178881.2.5紫外光谱测定2167611.2.6溶解性实验 2310181.2.7生物活性实验 2150642结果与分析 3259782.1Sal-LysSchiff碱配体及其铬金属配合物红外光谱分析 3227232.2Sal-LysSchiff碱配体及其金属配合物在不同溶剂中的紫外光谱分析 478832.3Sal-LysSchiff碱配体及其金属配合物溶解性讨论 7165752.4Sal-LysSchiff碱配体及其金属配合物生物活性讨论 7173263结论 729104致谢 712200参考文献 7水杨醛赖氨酸Schiff碱配体及铬配合物的制备与性质化学工程与工艺专业学生韩雪斌指导老师秦梅摘要：合成了水杨醛赖氨酸Schiff碱配体及其铬配合物，采用红外光谱对其进行了初步表征，并进行了不同溶剂中的紫外光谱测试以及溶解性和植物培养实验，研究了配体及其配合物的溶解性和生物活性。结果说明，水杨醛赖基酸Schiff碱配体中C=N中的氮原子以及C-O〔酚氧〕中的氧原子参与了对金属离子的配位作用，配体及配合物均抑制植物生长，生物活性降低。由于配体与金属离子的协同作用，使得配合物的抑制作用明显强于配体。关键词：Schiff碱配体铬金属配合物溶解性生物活性PreparationandPropertiesofSalicylaldehydeLysineAcidSchiffBaseligandandItsChromium(III)ComplexStudentmajoringinchemistryandchemicalengineeringNamehanxuebinTutorQinMeiAbstract:SalicylaldehydeLysineSchiffbaseligandwassynthesizedanditsChromiummetalcomplex,usinginfraredspectrumtothepreliminarycharacterizationwascarriedout,andtheultravioletspectralanalysisofdifferentsolutionalongwiththesolubilityandplantcultivationexperiments,studiedthesolubilityandbiologicalactivity.TheresultsshowthatnitrogenatomintheC=NgroupandoxygenatomintheC-Ogroup(phenolicoxygen)areallinvolvedinthecoordinationofmetallicionsandthatboththeligandandthecomplexcaninhibitthegrowthofplantsandthebiologicalactivitytoreduce.Duetothesynergyoftheligandandmetalions,theinhibitoryeffectofcomplexisstrongerthantheligand.Keywords:Schiffbaseligand,Crmealcomplex,solubility,biologicalactivity引言Schiff碱的根本结构中含亚甲氨基C＝N，其杂化轨道上的N原子具有孤对电子，是一类重要的有机配位体。Schiff碱跟金属离子有很好的配位作用,在合成上具有很大的灵活性,同时Schiff碱类化合物具有一定的药理学和生理学活性,使得Schiff碱及其配合物的研究十分广泛。水杨醛类Schiff碱由于易于制备和具有抑菌、杀菌、抗肿瘤等生理活性以及丰富多样的配位方式,多年来一直是研究的热点。氨基酸是生物体内微量金属元素的重要配体，氨基酸希夫碱配合物在医学、催化、分析化学、农业等领域的应用受到关注。水杨醛氨基酸Schiff碱配合物对体外培养的人胃癌细胞和人宫颈癌细胞生长、增殖、细胞周期等方面的影响，为该类配合物应用于抗癌药物的开发提供理论依据。Schiff碱金属配合物具有较好的抗菌活性且形成配合物的生物活性较配体有不同程度的提高，究其原因可能是：一方面过渡金属离子本身有一定的抑菌活性，另一方面过渡金属离子作为药物载体，使配合物具有更佳的脂水分配系数，更易透过生物膜到达部位，从而使药效增强。本文制备水杨醛赖氨酸Schiff碱配体及其铬金属配合物，采用红外光谱对其进行初步表征，并进行不同溶剂中的紫外光谱测试以及溶解性和生物活性实验，从中考察Schiff碱对生物活性的影响规律。1.实验局部1.1试剂与仪器试剂水杨醛、醋酸铬、甲醇、无水乙醇、赖氨酸、绿豆、氢氧化钾、实验用水为去离子水1.1.2仪器DF-2集热式磁力搅拌器〔金坛市成辉仪器厂〕；DHG-9070A电热恒温鼓风枯燥箱〔上海精宏实验设备〕；752紫外-可见分光光度计；Nexus-470傅里叶变换红外光谱仪〔美国尼高力公司〕；RE52-99旋转蒸发仪(上海亚荣生化仪器厂〕1.2方法水杨醛希夫碱配体及其钴离子配合物的合成路线如图1。+C13H18N2O3C26H34N4O6图1水杨醛赖氨酸Schiff碱配体及其铬金属配合物的合成路线1.2.2水杨醛赖氨酸Schiff碱配体的合成将5mmolKOH和5mmol氨基酸加热溶解于20ml无水乙醇中,逐滴参加5mmol的水杨醛,常温搅拌2h,放入4℃冰箱过夜。次日有晶体析出，将晶体用无水乙醇洗涤抽滤，枯燥即得产品。合成将5mmol氨基酸溶于25ml无水乙醇中，在上述溶液中参加5mmol的水杨醛，于60℃水浴锅中搅拌0.5h，冷却后，参加5mmol醋酸铬溶液搅拌2h，出现结晶。然后清洗晶体并进行抽滤，枯燥得产品。1.2.4红外光谱测定将Sal、Sal-Lys以及Sal-Lys-Cr枯燥，取样品与KBr1：100的比例在洁净的玛瑙研钵中进行均匀研磨后，放入压膜装置中摊匀，旋转螺帽尽量压紧，在不大于6压力下压片至半透明状。将压好的样品放入样品室进行扫描，然后对前面测试的样品进行自动背底扣除再次扫描，得到红外吸收光谱图。1.2.5紫外光谱测定分别配制一定浓度的Sal、Sal-Lys、Sal-Lys-Cr水溶液，将各样品倒入比色皿中，以水为空白溶液，在200-400cm-1不同波长下测量吸光度〔每次改变波长后都要进行调零、调满操作〕。然后以同样步骤测量以无水乙醇为溶剂的各样品在不同波长下的吸光度。1.2.6溶解性实验将等量的Sal-LysSchiff碱配体及其铬金属配合物分别溶解在等量的乙醇和水中，用玻璃棒搅拌，观察溶解情况。1.2.7生物活性实验取等量的绿豆种子分别放入5个培养皿中，将等量的原料水，赖氨酸及水杨醛以及Sal-LysSchiff碱配体及其铬金属配合物分别参加其中，室温，相同的条件下培养48h，观察种子发芽状况，改变药品的浓度，重复上述实验步骤，观察绿豆种子萌发状况。2结果与分析2.1Sal-LysSchiff碱配体及其铬金属配合物红外光谱分析Sal、Sal-LysSchiff碱配体及其铬金属配合物的红外光谱如图1、2、3，主要红外光谱吸收峰数据见表1.图1Sal红外光谱图图2Sal-LysSchiff碱配体红外光谱图图3Sal-Lys-Cr配合物红外光谱图表1Sal-LysSchiff碱配体及其金属配合物的主要红外光谱吸收峰数据cm-1CompoundVOHVC=NVC-OVM-NVM-O由图1、2、3及表1可知，水杨醛、配体及配合物在3400-3600cm-1的吸收峰属于VOH吸收峰；配体及配合物在1600-1640cm-1的吸收峰属于VC=N吸收峰，配体的VC=N-1处，而配合物的VC=N吸收峰向低波数移动，这说明氨基氮与金属离子配位；在1200-1300cm-1的C-O〔酚氧〕吸收峰向高波数移动，同时吸收峰变宽，证明了酚氧参与配位；金属与氨基氮所形成的M-N的振动吸收峰；500-600cm-1为金属与酚氧所形成的M-O的振动吸收峰。红外数据说明成功合成出了Sal-LysSchiff碱配体及其铬金属配合物。2.2Sal-LysSchiff碱配体及其金属配合物在不同溶剂中的紫外光谱分析Sal-LysSchiff碱配体及其Cr配合物在无水乙醇以及水溶剂中的紫外可见光谱如图4、5，主要紫外可见光谱吸收峰波长数据见表2、3.图4Sal-LysSchiff碱配体及其Cr配合物的紫外光谱图〔无水乙醇做溶剂〕图5Sal-LysSchiff碱配体及其Cr配合物的紫外光谱图〔水做溶剂〕表2Sal-LysSchiff碱配体及其金属配合物的主要紫外可见光谱吸收峰波长数据(无水乙醇做溶剂〕Compoundλ.nm-1Sal-Lys233261319Sal-Lys-Cr214250284表3Sal-LysSchiff碱配体及其金属配合物的主要紫外可见光谱吸收峰波长数据〔水做溶剂〕Compoundλ.nm-1Sal-Lys241275319Sal-Lys-Cr220262293由图4、5及表2、3可以看出，无论是无水乙醇做溶剂还是水做溶剂，在200-400nm范围内，Sal-LysSchiff碱在241、275、319左右处有吸收，形成3个主要吸收峰〔E2带，K带，B带〕。E2带是酚氧中氧原子的P轨道的孤电子与苯环大π键的P-π共轭的n-π*吸收带。K带是π〔C=N〕与苯环大π键的π-π共轭的π-π*吸收带。B带是芳香化合物的特征吸收带。Sal-LysSchiff碱与Cr金属离子形成的配合物的吸收峰位置相对于Sal-LysSchiff碱而言均发生了蓝移〔见表2、3〕，说明在氨基酸缩水杨醛与金属离子作用时，C=N中的N原子和酚氧基中的氧原子都参与了配位成键。根据紫外分析结果可确定，Sal与Lys反响生成了Schiff碱配体，该配体与铬形成了配合物。2.3Sal-LysSchiff碱配体及其金属配合物溶解性讨论赖氨酸可溶于水和无水乙醇，在水中溶解性较好。Sal-Lys和Sal-Lys-Cr均溶于水及无水乙醇，在水中的溶解性较好。2.4Sal-LysSchiff碱配体及其金属配合物生物活性讨论在培养过程中，Sal-LysSchiff碱配体及其铬金属配合物都可抑制种子萌发，其中水杨醛赖氨酸Schiff碱配合物生物活性最低，绿豆的萌发情况最差。实验说明，配体及配合物的浓度越高，种子萌发状况越差。在相同的浓度下，种子的萌发状况越差说明该化合物的生物活性越低。通过实验比拟发现，高浓度的水杨醛赖氨酸Schiff配体具有较低的生物活性。3结论成功合成出Sal-LysSchiff碱配体及Sal-Lys-Cr金属配合物。配体中的C=N中的氮原子以及C-O〔酚氧〕中的氧原子参与了对金属离子的配位作用。生物活性实验说明，配体及配合物生物活性较低，都可抑制绿豆种子萌发，浓度越高，抑制作用越明显。致谢本论文是在秦梅老师的悉心指导和帮助下完成的，在整个实验过程中秦老师做了认真的辅导，给予了大量珍贵的意见，总之秦老师为此论文的完成倾注了大量的心血，因此在这里，我要对秦老师表示衷心的感谢和敬意！其次，要感谢化学院给我提供这样一次时机。最后，我还要感谢毕设同组的同学，谢谢大家对我的帮助。参考文献[1]HODNETTEM,DUNNW.AntitumoractivitiesofsomeSchiffbases.MedChem,1970,13768-780/[2]EichhornGL,MarchandND.ThestabilizationofthesalicylaldehydeglycineSchiffbasethoughmetalcomplexformation[J].J.Am.Chem.Soc.,1956,12(78)：2688～2691.[3]preparationandpropertiesofN-Salicylideneglyclnatoaquo-copper(1)，SodiumN-Salicylideneglycylglycinato-Cuprate(II)andrelatedcompounds[J].Bull.Chem.Soc.Jpn.,1959,32：1195～1199.[4]WuZ,LuZ,YenZ,Synthesis,CharacterizationandAntifungalActivityGlycylglycineSchiffBaseComplexesof3dTransitionMetalIons[J].TransitionMetChem,1993,18,291,296.[5]张丽影,赵小菁,齐小辉,那立艳.水杨醛谷氨酸Schiff碱配体及其金属配合物的制备与抑菌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