【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 第一章 文獻(xiàn)綜述1 席夫堿的反應(yīng)機(jī)理Hugo Schiff 在 1864 年首次描述通過(guò)等物質(zhì)的量的醛和胺的縮合反應(yīng)形成席夫堿，距今近 150 年，其反應(yīng)機(jī)理是：由含羰基的醛、酮類(lèi)化合物與一級(jí)胺類(lèi)化合物進(jìn)行親核加成反應(yīng)，親核試劑為胺類(lèi)化合物，其化合物結(jié)構(gòu)中帶有孤電子對(duì)的氮原子進(jìn)攻羰基基團(tuán)上帶有正電荷的碳原子，完成親核加成反應(yīng)，形成中間物 α羥基胺類(lèi)化合物，然后進(jìn)一步脫水形成席夫堿。 席夫堿的應(yīng)用由于席夫堿類(lèi)化合物具有一定的藥理學(xué)和生理學(xué)活性，近年來(lái)一直是熱門(mén)的研究對(duì)象。席夫堿化合物具有很好的抗菌、抗真菌作用，例如金黃色葡萄球菌, 革蘭氏陽(yáng)、陰性菌，其殺菌率很高，并對(duì)新型隱球菌和白色念珠球菌也有很好的抑制作用。同時(shí)，這些化合物均對(duì)超氧陽(yáng)離子自由基有較好的抑制，席夫堿類(lèi)化合物及其配合物具有抗結(jié)核、抗癌、抗菌等藥理作用，且其生物活性和金屬的配合有關(guān)，廣泛應(yīng)用于治療、合成、生化反應(yīng)等方向。近年來(lái)研究席夫堿配合物，不僅講究選擇功能性原料，并對(duì)其形成機(jī)理、光譜性質(zhì)等方面有進(jìn)一步的研究，而且綜合考慮形成配合物后的廣譜性、功能性。席夫堿基團(tuán)通過(guò)碳氮雙鍵上的氮原子與相鄰的具有孤對(duì)電子的氧、硫、磷原子作為給體與金屬原子配對(duì)，由于席夫堿配合物的廣譜作用 [17]，故關(guān)于這類(lèi)化合物的研究是半個(gè)世紀(jì)以來(lái)生物無(wú)機(jī)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。 席夫堿的制備席夫堿具有良好的配位能力，能與過(guò)渡金屬形成復(fù)雜的配位化合物，以氮、氧原子進(jìn)行配位，其結(jié)構(gòu)接近于生物體系的真實(shí)情況，適宜于進(jìn)行生命體系的模擬研究，其配體的結(jié)構(gòu)和金屬離子決定配合物的生物活性。席夫堿的傳統(tǒng)合成方法一般是在酸催化下，在有機(jī)溶劑中回流進(jìn)行胺和醛的縮合反應(yīng)，目前合成路線(xiàn)已經(jīng)得到了進(jìn)一步的拓展。下面概述了近一年來(lái)席夫堿的最新合成工藝。(1) 新型席夫堿的合成洪涌等 [18]以取代苯甲醛與芳氨為原料，采用冰浴法按圖 11 所示工藝路線(xiàn)合成了一系列具有熒光性能的席夫堿。CHOR1R2 +NH2NH2R3NNR3 R1R2R1R2第一章 文獻(xiàn)綜述2 圖 11陳超越等 [19]以葡萄糖苷、水楊醛和對(duì)氨基苯酚為原料，合成了將糖苷、席夫堿等多個(gè)藥效團(tuán)集于同一分子中的水楊醛葡萄糖苷對(duì)氨基苯酚席夫堿，具有獨(dú)特的抗菌、抗腫瘤等生物活性。工藝路線(xiàn)如圖 12 所示：OHOHO OH OHOH Br2 OAcOAcO OAc BrOAcDMAP1 KOHOAcOAcO OAc OOAc CHO OAcOAcO OAc OOAc N OH圖 12劉洲亞等 [20]在非水溶劑中合成了未見(jiàn)報(bào)道的 1苯基 3甲基4萘乙?；吝蜻?5 (PMNAP)及其 3 種席夫堿。(2) 新型雙席夫堿類(lèi)化合物的合成胡衛(wèi)兵等 [21]以 2,4,7三氨基芴為原料，與苯甲醛、3,4二氯苯甲醛、對(duì)氯苯甲醛反應(yīng)，分別合成了 3 種具有抑菌活性的新的席夫堿類(lèi)化合物，路線(xiàn)如圖 13。3HNO3H2SO4O2N NO2NO2ZnOHZn,CaCl2H2N NH2NH2 RCHON NNCHRCHRRHC其 中 R為 ： a. b. OCH3c. d. ClClCl圖 13(3) 三唑席夫堿的合成因三唑及吡啶類(lèi)雜環(huán)衍生物獨(dú)特的抗菌、抗腫瘤活性，楊銳生等 [22]根據(jù)藥物設(shè)計(jì)的拼合及活性疊加原理，以 4氨基5( 吡啶 3基)1,2,4 三唑硫醇為原料，與碘甲烷硫醚化得 3甲硫基4氨基5( 吡啶3基)1,2,4三唑中間體，再與芳香醛縮合得目標(biāo)化合物，以期獲得具有抗腫瘤活性的先導(dǎo)化合物，合成路線(xiàn)如圖14。第一章 文獻(xiàn)綜述3NNNN NH2SHCH3I NNNN NH2SCH3NNNN SCH3N RRCHOR: a. H冰 ,4(OCH3),4(OCH2O)圖 14 席夫堿化合物在不同領(lǐng)域的應(yīng)用研究近幾十年來(lái)，人們?cè)谠O(shè)計(jì)和合成席夫堿及其配合物方面付出了相當(dāng)大的努力，因其很強(qiáng)的配位能力，良好的生物活性及各方面優(yōu)越的性能，席夫堿及其配合物的應(yīng)用引起了人們極大的興趣。 在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用研究席夫堿類(lèi)化合物以其較強(qiáng)的配位能力、良好的生物藥理活性以及其它方面的優(yōu)越性能，使其成為很有潛力的治療藥物和功能材料。馬永超等 [23]合成了幾種含堿性側(cè)鏈的單席夫堿和非對(duì)稱(chēng)雙席夫堿，在進(jìn)行癌細(xì)胞的體外活性實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)均三唑環(huán)連有雙供電子取代基時(shí)的雙席夫堿結(jié)構(gòu)的抗癌活性最強(qiáng)，表現(xiàn)出潛在的活性，具有藥物研究?jī)r(jià)值。黎植昌等 [24]研究發(fā)現(xiàn)胡椒醛甘氨酸鉀席夫堿具有抑制大腸埃希氏桿菌、銅綠假單胞菌和金黃色葡萄球菌生長(zhǎng)的活性。席夫堿類(lèi)化合物具有一定的藥理學(xué)活性和生理學(xué)活性，其對(duì)腫瘤和病菌的抑制方面的潛力正在逐步被挖掘出來(lái)。隨著研究的深化，席夫堿將會(huì)更多的應(yīng)用在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。 在材料領(lǐng)域的應(yīng)用研究目前，許多金屬及其合金在工業(yè)、軍事、民用等各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用， 但是金屬在不斷變化的環(huán)境之中具有不穩(wěn)定性，有效的緩蝕劑便成為科學(xué)家的新目標(biāo)。席夫堿能夠有效的阻止金屬的腐蝕，具有廣闊的發(fā)展前景。張文清等 [25]研究發(fā)現(xiàn)殼聚糖基功能材料進(jìn)行吸濕后吸附效果更好。卑鳳利等采用對(duì)氨基苯甲酸分別與對(duì)苯二甲醛、間苯二甲醛反應(yīng)，制備出兩種帶有端羧基的席夫堿型配體，以金屬配合物納米結(jié)構(gòu)材料為基底，考察其對(duì)探針?lè)肿?2巰基苯并噻唑 )的表面拉曼增強(qiáng)(SERS)性能。 在電化學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用研究熊?chē)?guó)宣等 [26]考查不同反應(yīng)溫度和時(shí)間對(duì)二茂鐵基席夫堿產(chǎn)率的影響發(fā)現(xiàn)，利用金屬鹽對(duì)二茂鐵基席夫堿進(jìn)行摻雜，結(jié)果表明它們具有較好的半導(dǎo)體性能。第一章 文獻(xiàn)綜述4劉煥新等對(duì)合成的五種水楊醛縮芳胺席夫堿的結(jié)構(gòu)、光致變色、熱致變色以及 LB 膜狀態(tài)的光譜性質(zhì)進(jìn)行了研究，研究結(jié)果表明，席夫堿在無(wú)水乙醇溶液中玻碳電極上能夠被還原，并且此還原反應(yīng)是擴(kuò)散控制的不可逆過(guò)程。王東紅等 [27]研究導(dǎo)電聚合物導(dǎo)電原理和席夫堿電導(dǎo)率研究情況，指出碘摻雜是已有研究中提高席夫堿電導(dǎo)率的主要方式，提出了沖擊聚席夫堿電導(dǎo)率新高度可能的方法。 環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用研究水是生命之源，但是水環(huán)境受到影響因素越來(lái)越多，水污染越來(lái)嚴(yán)重，席夫堿及其配合物能夠方便快捷的測(cè)算出水中汞的含量，除此之外還能夠進(jìn)行重金屬離子的萃取，因此在環(huán)境方面具有很大的運(yùn)用潛力。 李惠成等 [28]合成了新型對(duì)羥基苯甲醛縮鄰氨基苯甲酸席夫堿熒光試劑，發(fā)現(xiàn)其具有很高的選擇性，能夠運(yùn)用礦泉水、自來(lái)水、河水中汞的測(cè)量。陳燕等 [29]合成的新席夫堿 2氨基5 巰基1,3,4噻二唑水楊亞胺，發(fā)現(xiàn)該化合物在 300 nm 激發(fā)下，在 410 nm 處有強(qiáng)熒光峰，與汞離子可形成穩(wěn)定的配合物而使其熒光猝滅，因此能夠運(yùn)用到廢水中汞的測(cè)定。隨著科學(xué)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，席夫堿的研究將會(huì)越來(lái)越深入，其應(yīng)用領(lǐng)域也會(huì)越來(lái)越廣泛。 在催化領(lǐng)域的應(yīng)用研究金屬席夫堿是一類(lèi)重要的有機(jī)配合物，由于過(guò)渡金屬配合物可以與小分子形成軸向配合物，從而有利于催化反應(yīng)的進(jìn)行。金屬席夫堿對(duì) O2 分子的電化學(xué)還原具有催化作用。何存星等 [30]把雜環(huán)席夫堿 2,6二乙酰吡啶縮雙苯胺席夫堿固定在聚鈷膜上或?qū)?Nafion 與 DAPBA 同時(shí)固定在聚鈷膜上，發(fā)現(xiàn)形成的席夫堿膜修飾電極對(duì)NO 在電極上的反應(yīng)具有明顯的催化作用。賀海峰等制備的 SiO2 負(fù)載的殼聚糖席夫堿鈀催化劑，利用 X 射線(xiàn)衍射、紅外光譜和熱重方法對(duì)催化劑進(jìn)行了表征，并考察該催化劑催化羰基加氫為亞甲基的反應(yīng)性能，以二苯甲酮為底物，系統(tǒng)地研究了反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度和催化劑用量等因素對(duì)反應(yīng)性能的影響。結(jié)果表明，該催化劑具有較高的催化芳香羰基加氫為亞甲基的活性和選擇性，且反應(yīng)可在較低的溫度和常壓的溫和條件下進(jìn)行。 噻唑類(lèi)席夫堿的研究從農(nóng)藥發(fā)展史中可以發(fā)現(xiàn)幾十年來(lái)雜環(huán)化合物在農(nóng)藥發(fā)展中起了十分重要第一章 文獻(xiàn)綜述5的作用，雜環(huán)化合物的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用賦予了農(nóng)藥化學(xué)新的生命，有利于解決農(nóng)藥和化學(xué)防治所面臨的效力、效率、環(huán)境相互關(guān)系的難題，使農(nóng)藥進(jìn)入了一個(gè)超高效、無(wú)公害的新紀(jì)元。尤其是吡啶、吡唑、噻唑等含氮雜環(huán)化合物，是近年來(lái)較活躍的領(lǐng)域。含 O，S，N 的席夫堿及金屬配合物，以其良好的抑菌、抗病毒生物活性一直受到人們的重視，而且配合物活性大小與席夫堿的結(jié)構(gòu)有關(guān)。噻唑是一個(gè)具有較強(qiáng)藥理活性的環(huán)核，將噻唑環(huán)引進(jìn)到席夫堿及配合物分子中，可能有加合作用，產(chǎn)生更強(qiáng)的活性。另外，近年來(lái)發(fā)現(xiàn)含噻唑環(huán)的席夫堿及配合物能發(fā)出很強(qiáng)的熒光，且在生物模擬酶催化方面也有新的進(jìn)展。吡唑啉酮類(lèi)化合物及其金屬配合物在金屬離子萃取劑，生物抗菌材料和電致發(fā)光材料等方面已獲得廣泛地應(yīng)用，?；吝蜻捌湎驂A化合物憑借其獨(dú)特的互變異構(gòu)特性在光致變色、光信息存儲(chǔ)等方面的應(yīng)用也引起了研究者的關(guān)注。 噻唑類(lèi)席夫堿在醫(yī)藥方面的應(yīng)用研究1987年Mishra等 [31]研究發(fā)現(xiàn)了一類(lèi) 2氨基噻唑席夫堿對(duì)霉菌、細(xì)菌及癌細(xì)胞等有很好的抑制活性，其部分金屬配合物表現(xiàn)出更好的生物活性。1997年梁芳珍等 [32]研究了2氨基噻唑水楊醛亞胺席夫堿及金屬配合物，合成了對(duì)金色葡萄、枯草桿菌、大腸桿菌均有很好的抑制活性的化合物。1999年Chohan [33]合成的2 氨基噻唑類(lèi)縮醛席夫堿有良好的殺菌、抗癌活性。2022年P(guān)alaska等 [34]分別報(bào)道了一系列的噻唑類(lèi)夫堿，發(fā)現(xiàn)其有較好的鎮(zhèn)痛消炎作用；2022年Amir [35]課題組合成了一類(lèi)新型的噻唑類(lèi)席夫堿，對(duì)此進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)其具有一定的抗高血壓活性。2022年姜鳳超等 [36]人通過(guò)對(duì)PETα結(jié)構(gòu)的分析，保留了2氨基噻唑基本的結(jié)構(gòu)環(huán)，合成了一系列的2氨基噻唑席夫堿，研究表明這類(lèi)化合物對(duì)于PC 12細(xì)胞具有很好的保護(hù)作用，且對(duì)由H 2O2誘導(dǎo)的PC 12細(xì)胞凋亡有很好的抑制活性。2022年戴紅等 [37]合成了新型的噻唑類(lèi)席夫堿，并對(duì)它們的抗菌活性及進(jìn)行了測(cè)試，發(fā)現(xiàn)它們對(duì)小麥的五種菌體有一定的殺菌活性；植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)活性測(cè)試表明，所有化合物對(duì)黃瓜子葉生根均具有一定的促進(jìn)作用。Cukurovali等 [38]還對(duì)噻唑類(lèi)席夫堿的配合物的結(jié)構(gòu)及生物活性進(jìn)行了進(jìn)一步研究，發(fā)現(xiàn)它們?cè)谝志?、抗病毒等方面也具有一定的活性。近年?lái)研究發(fā)現(xiàn)含氨基酸的噻唑類(lèi)席夫堿及其配合物，具有殺菌抗癌、載氧等性能，畢思偉等研究了一系列配體及金屬配合物的抑菌活性，并研究了它第一章 文獻(xiàn)綜述6們抑菌、抗癌、抗衰老等活性。 噻唑類(lèi)席夫堿在顯色方面的應(yīng)用含噻唑環(huán)的席夫堿及配合物能發(fā)出很強(qiáng)的熒光，且在生物模擬酶催化方面也有新的進(jìn)展，有關(guān)報(bào)道引起了人們極大的興趣。1998年金傳明等 [39]報(bào)道了一種新型的噻唑類(lèi)顯色劑與汞的顯色反應(yīng)，可以在化學(xué)分析方面用來(lái)檢測(cè)汞。1999年梁芳珍等合成了未見(jiàn)報(bào)道的含噻唑環(huán)的席夫堿試劑，并在試劑的母核上引入不同的取代基，其結(jié)果顯