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1、1丹皮酚金属配合物的合成及生物活性研 究【摘要】 目的研究 3 种丹皮酚金属配合物的合成及其生物活性。方法以丹皮酚和金属盐为原料合成目标产物，并通过元素分析、红外波谱以及紫外波谱对合成的金属配合物进行表征，用琼脂扩散法研究丹皮酚金属配合物的生物活性。结果在一定的浓度范围内，目标产物对所受试菌种具有一定的抑制作用。结论 丹皮酚-铜配合物、丹皮酚-钴以及丹皮酚-锰配合物的收率分别为 49%，69%和 63%。抑菌实验表明丹皮酚-锰配合物抑制作用比较强。 【关键词】 丹皮酚 合成 金属配合物 生物活性Abstract：ObjectiveTo study the synthesis and antim
2、icrobial activity of three paeonol metal complexes. MethodsThe title compounds were synthesized by paeonol with metal salt. These complexes were characterized by elemental analysis, IR and UV spectrum. The agar diffusion method was adopted to study the antimicrobial activity of the title complexes.
3、ResultsIn the test range, the title complexes exhibited antibacterial activity against all test bacterial organisms. ConclusionThe yields of paeonol-copper, paeonol-cobalt and paeonol- manganese were 49%，69% and 63%, respectively. The research of antimicrobial activity indicated that the paeonol-man
4、ganese complex shows higher activity against all test bacterial organisms.Key words：Paeonol； Synthesis； Metal complex； Antimicrobial activity丹皮酚(paeonol)又称牡丹酚，是牡丹干燥根或全草的主要有效成分，其化学名为2-羟基-4-甲氧基苯乙酮，现代医学研究证明丹皮酚具有抑菌抗炎、解热镇痛、降压利尿、抗凝血、抗过敏、增强免疫功能等作用1，2，在医药、香料、化工领域具有广泛的用途。微量金属离子对于细胞发挥正常功能必不可少，但若它们的浓度过高则有害，因为此
5、时它们会对与蛋白质、离子通道、生物膜等组成细胞代谢过程的生物配体上2正常的金属结合位置发生竞争。在正常情况下，细胞会通过运输机制调节必需金属的胞内浓度；当金属摄入量偏高时，机体也可以将多余的微量元素排出体外，但这种排出能力也有一定限度，一旦超过限度，势必导致疾病，并且对于不常接触的元素或化合物，生物对其不具备防御能力，因而它们对生物具有毒性。有毒金属进入人体后，将与蛋白质、核酸等生物大分子的配位基团结合，形成配合物，解毒剂应当是一个更强的整合剂，才能胜任将有毒金属从生物大分子的成链部位解脱出来，因此，一种有效的解毒剂必须能和有毒金属形成足够稳定的配合物，此外，解毒剂还应满足药理学要求，如较好的
6、水溶性，能抗代谢降解，容易通过细胞膜，与有毒金属生成的配合物容易排出体外等3。丹皮酚本身具有很好的药理性能，也非常容易和许多重金属离子直接配位，形成稳定的配合物，因此，研究丹皮酚金属配合物，对于探索新型解毒剂具有一定的意义，目前，还没有文献对丹皮酚金属性质和生物毒性方面的研究报道。本文主要研究丹皮酚与 Cu2+、Co2+ 和 Mn2+等离子的直接配位。除了锰配合物是三核以外，其他 3 种都是单核的双丹皮酚金属配合物。1 丹皮酚单核金属配合物的合成及表征1.1 丹皮酚金属配合物的合成 Cu(ClO4)26H2O 为自制，由于易爆，在使用时要小心，只允许少量使用。其他所用试剂皆为市售化学纯，用前皆
7、未作任何处理。CuPae2制备：在 100 ml 的圆底烧瓶中加 0.332 g（2 mmol）丹皮酚，加 30 ml 无水甲醇溶解，搅拌，室温下加 Cu(ClO4)26H2O 0.372 g（1 mmol），加热回流 2 h 后，3冷却至室温，得蓝绿色晶体，无水甲醇洗涤固体，室温干燥。称重，计算收率。其他金属配合物的采用水热法制备：0.166 0 g(1 mmol)的丹皮酚和醋酸盐(0.5 mmol)加入 20 ml 的聚四氟乙烯内衬中；加入 5 ml 甲醇，搅拌使其充分溶解，继续加入甲醇溶液至距离内衬口 5 mm 处，盖上盖子，旋紧钢盖；把水热釜置于恒温干燥箱中，设定温度 120 ，加热
8、40 h；每小时降温 6 ，待其冷却至室温关闭电源；静置一夜，次日早晨过滤，得晶体，计算收率。1.2 丹皮酚金属配合物的表征1.2.1 元素分析合成的 3 种配合物缩写分别为：CuPae2、 CoPae2和Mn3Pae6。配合物的熔点由申光 WRS-2 型微机熔点仪（上海精密科学仪器有限公司）测定；元素分析由 Perkin Elmer 240 型元素分析仪测定，3 种丹皮酚金属配合物的熔点、收率以及元素分析数据见表 1。 表 1 丹皮酚金属配合物的元素分析数据1.2.2 红外光谱配合物的红外光谱由 Spectrum One B 型付立叶红外光谱仪测定，溴化钾压片。CuPae2的红外光谱图（见图
9、 1）：2 844 cm-1 归属于苯环上 C-H 的伸缩振动吸收；1 608 cm-1 归属于 C=O 的伸缩振动吸收；1 563 1 467 cm-1 归属于苯环的骨架变形振动吸收；1 270 cm-1 归属于苯酚的 C-O 弯曲振动吸收。 CoPae2的红外光谱图与CuPae2基本相同。Mn3Pae6的红外光谱图见图 2：Mn3Pae6虽然和其他的两种金属配位的形式不同，但是，红外图谱也非常的相似。3003 cm-1 归属于苯环上 C-H 的伸缩振动吸4收；1593 cm-1 归属于 C= O 的伸缩振动吸收；15251466 cm-1 归属于苯环的骨架变形振动吸收；1 5001 000
10、 cm-1 ：甲基 C-H 的面外弯曲振动吸收；1246 cm-1归属于苯酚的 C-O 弯曲振动吸收。系列丹皮酚金属配合物具有十分相似的光谱数据，表明它们的主体结构基本一致。1.2.3 电子光谱配合物的电子光谱在 UV-vis spectrocphotometer 2250 型紫外分光光度计上测定（日本岛津公司），乙醇溶液，浓度 110-4 moldm-3。CuPae2的电子光谱见图 3358 nm 处的吸收峰可指派为配位原子向金属铜的电荷跃迁光谱；274 nm 处的吸收峰可指派为苯环的 -* 吸收光谱；205 nm 处的吸收峰可指派为共轭体系吸收光谱。 CoPae2的电子光谱图与CuPae2
11、相似，见图 4。Mn3Pae6的电子光谱图见图 5：313 nm 处的吸收峰可指派为配位原子向金属锰的电荷跃迁光谱；273 nm 处的吸收峰可指派为苯环的 -* 吸收光谱；211 nm处的吸收峰可指派为共轭体系吸收光谱。 2 丹皮酚金属配合物的抑菌活性研究2.1 材料所有实验用标准菌株，包括：金黄色葡萄球菌CMCC (B) 26 003，短小芽孢杆菌CMCC (B) 63 202，大肠杆菌CMCC（B）44102，沙门氏菌CMCC（B）50094，均由连云港市药检所提供。2.2 方法4取 34 g 培养基加 1 L 蒸馏水，加热溶解，分装后在 120 下高压灭菌 15 min，备用。将制备好的
12、培养基在 5060 水浴中加热融化，趁热取 15 ml培养基液均匀地铺于玻璃平皿的底层，冷却凝固。再取 5 ml 培养基液，以无菌操作加入已培养好的（37培养 24 h）菌液 0.5 ml，混合均匀后，立即倒入已经铺好5培养基底层的玻璃平皿中。待冷却成平板后，垂直放好牛津杯，每个平皿中均匀放置 4 个。将一定浓度的待测样品用微量进样器定量（0.10 ml）地打入牛津杯后，用瓷盖盖好平皿，放入 37 恒温培养箱中培养 24 h。取出测量每个牛津杯周围产生的透明抑菌圈直径（mm）。空白实验显示 DMF 对受试菌种不产生抑制作用。所有试样均平行测试 3 次，以平均值作为最后的试验结果。为了便于比较，
13、实验测试了 9 种丹皮酚 Schiff 碱化合物以及丹皮酚的抑菌性。图 6 为样品Mn3Pae6对短小芽孢杆菌所产生的透明抑菌圈。图 3 CuPae2的电子光谱图 图 4 CoPae2的电子光谱图图 5Mn3Pae6的电子光谱图 图 6 不同浓度的样品所产生的透明抑菌圈2.3 结果与讨论2.3.1 结果为了便于比较，测试了CuPae2， CoPae2， Mn3Pae6，Co(AC)24H2O，Mn(AC)24H2O，Cu(ClO4)26H2O 和丹皮酚的抑菌性。结果见表 2。表 2 丹皮酚金属配合物的抑菌圈直径结果表明，在相同的物质的量浓度下 4 种配合物对受试微生物都表现了一定的抑菌性能，在
14、所测试的浓度范围内，抑菌圈直径随试样浓度的增大而增大；丹皮酚与不同金属形成的配合物对不同菌种的抑制作用有明显的不同，结论如下：配合物CoPae2抑菌性能小于醋酸钴的抑制作用，但对金黄色葡萄球菌例外。而配合物CoPae2和Mn3Pae6的抑菌性能要却强于高氯酸铜和醋酸锰的抑制作用，这可能是因为配体丹皮酚本身具有比较强的生物活性，而金属离子显示的活性不同，是主要的原因。CuPae2和CoPae2两种配合物的形成结构很相似，6从实验数据看，两种配合物的抑菌性有一定的差异：两种配合物对沙门氏菌的抑制作用非常相似；CuPae2对短小芽孢杆菌的抑制作用明显强于CoPae2，而CoPae2却对金黄色葡萄球菌
15、显示较强的抑制作用。而Mn3Pae6是三核锰配合物，其对菌种的抑制作用平均要高于丹皮酚单核配合物，也比丹皮酚的抑菌活性强，这是因为三核锰的结构中，有多个具有生物活性的 O，N 原子。2.3.2 讨论有关金属配合物的生物活性研究，一直比较活跃，但是，对于金属配合物的的抑菌机理目前还不十分清楚。文献3指出 3 种配合物抑菌可能的作用途径：配体本身显示杀菌活性，而金属的作用在于形成一个合适的可输送形式的配合物。金属离子显示活性，而配合物则是为通过细胞膜输送金属离子所必需。活性微粒是配离子，它们可与生命中的重要的细胞中心相互作用。Raman N5研究了 4-氨基吡啶过渡金属配合物的抑菌性能，并比较了未
16、配位的金属盐、自由配体和配合物的抑菌性能。实验结果表明大多数情况下，抑菌性高低的次序为：未配位的金属盐 金属螯合物 自由配体，该结果也是通过螯合理论给出合理的解释。这样的抑菌性能高低次序并不是一层不变的，由于在不同情况下各化合物发挥抑菌性能的机制不尽相同，也会出现不同的结果。从表 2 的数据可以看出，自由配体丹皮酚抑菌活性有的要高于未配位的金属盐；丹皮酚金属配合物的生物活性也并不总是高于配体丹皮酚的生物活性。关于金属配合物的生物活性低于配体的活性，可能是因为配合物发挥药效的机制是不同的，其中一种情况是，配体进入生物体后，与必须金属离子相结合，通过改变与其结合的原生物配体的功能发挥作用6，在这种情况下，配合物首先要解离成自由配体才能发挥作用，此时，配合物的活性就低于自由配体的活性。7【参考文献】1 巩丽萍，王少云.徐长卿与丹皮酚的研究进展J.食品
