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1、目录 摘要.1 Abstract.1 1 引言.1 1.1 化学分析方面.1 1.2 医药方面.3 1.3 农药方面.4 1.3.1 杀虫活性方面.4 1.3.2 抗氧化活性方面.5 2 实验部分.6 2.1 仪器和试剂.6 2.2 苯肼的制备.6 2.3 几种腙类化合物的合成.7 2.3.1 4-甲氧基苯甲醛苯腙(2)的制备.7 2.3.2 苯甲醛苯腙(3)的制备.7 2.3.3 肉桂醛缩 4-硝基苯腙(4)的制备.8 2.4 金属腙类配合物的合成.8 2.5 合成腙类化合物的热稳定性测试.9 3 结果与讨论.9 3.1 关于中间体及目标化合物的合成反应.9 3.1.1 重氮化反应中盐酸用量
2、的影响.9 3.1.2 重氮化温度对反应的影响.9 3.1.3 腙类合成中催化剂的选择.9 3.2 腙类化合物的热稳定性.9 3.2.1 4-甲氧基苯甲醛苯腙的 TG-DTG 图 .10 3.2.2 苯甲醛苯腙的 TG-DTG 图.10 3.2.3 肉桂醛缩 4-硝基苯腙的 TG-DTG 图 .11 3.2.4 4-甲氧基苯甲醛苯腙的 Co2+离子配合物的 TG-DTG 图.11 3.2.5 苯甲醛苯腙的 Cu2+离子配合物的 TG-DTG 图 .12 4 结论.12 参考文献.13 1 腙类化合物的合成及热稳定性研究 摘 要：以不同的芳醛及苯肼衍生物为原料，通过亲核加成反应合成几种苯腙衍生物
3、，并选 其中几种与金属离子络合合成其金属配合物，并对其结构进行初步表征。进一步对这些化 合物的热稳定性进行了初步探讨。 关键字：腙类化合物；合成；热分析；结果表征 2 Study on the Synthesis and Thermal Stability of Hydrazones Abstract: Some hydrazones were synthesized by the nucleophilic addition reaction using the aromatic aldehydes and benzene hydrazine derivatives as raw materi
4、al, and chose some of them to use for the synthesis of the metal complexes. The structures of the compounds were characterized by element analysis and NMR. Then the thermal stability of them were preliminarily discussed. Keywords: Hydrazones; synthesis; thermal analysis; structural characterization
5、3 1 引言 由于腙类化合物分子结构中含有亚结构(-NHN=C-)，可以衍生出很多具有 较高生物活性的化合物，因而广泛的应用于农药、医药和分析试剂等方面。它 具有广泛的生物活性和较强的配位能力，在金属羰基化合物、有机化合物和席 夫碱配体中用作功能基团1，是具有实用价值的一类有机合成中间体2。腙类试 剂是众多Schiff 碱中的一种，其配合物有着广泛的生物活性和抗癌活性3，而 且还具有特殊的电学、磁学、光学性质，因此在非线性化学、分析测试和催化 学方面应用广泛，是很有潜力的治疗药物和功能材料4-7。 1.1 化学分析方面 腙类化合物具有较强的配位能力，能与众多金属形成金属配合物，因而广 泛地作为
6、荧光试剂，检测或分离含有羰基或过渡金属的化合物。腙类试剂是一 类理想的荧光分析试剂，用其测定Al3+、Zn2+、Cu2+ 的试验结果已显示出其灵 敏度高和选择性好等优点，因此受到人们的关注。一些研究证实，脑组织对铝 元素有亲和性,脑组织中的铝沉积过多，可使人记忆力减退、行动迟钝、催人衰 老, 所以, 研究日常生活中微量铝的测定方法具有重要意义。腙类试剂测定铝的 荧光方法已有报道， 如刘建宁等研究表明，一种新的荧光试剂2, 4-二羟基苯乙 酮酰腙测定铝的线性范围为0120 g，检测下限为0.2 g/L， 该试剂成功用于 生理盐水、葡萄糖注射液、饮料和油条中铝的测定8。 自20世纪50年代发生震惊
7、世界的水俣病事件以来, 汞对环境和人体健康的 危害已引起世界各国的极大关注。荧光分析法是一种广泛用于金属离子测定的 高灵敏分析方法。腙类试剂用于金属离子的荧光测定已有许多报道，2008年李 惠成等9合成了新荧光试剂水杨醛-2-羧基苯腙(SACPH)。研究了试剂与汞的荧 光反应新体系的最适宜条件。在pH为6.0的NH4AcHCl缓冲溶液中, 该试剂与 汞离子形成稳定的络合物，金属与试剂的组成比为1:1，ex / em = 316.8 /456.0 nm。所建立汞的荧光分析方法的线性范围为0.5100.0 g/L，检出限为0.2 g/L，并成功地应用于矿泉水、纯净水及工业废水中痕量汞的测定。 另外
8、，腙类化合物在环境水质监测方面也有很重要的作用。环境中若铜、 镉和铅等的含量超标，对人体及作物将产生危害。因此，在国家及地方水质污 4 染物控制排放标准与地下水质量标准中，铜和铅等重金属元素是强制检测指标。 常用的测定方法有原子吸收光谱法(AAS)、电感耦合等离子体原子发射光谱法 (ICP-AES) 和电感耦合等离子体质谱法( ICP-MS)等,但这些方法所需仪器价格 昂贵,测试成本较高，难以普及。分光光度法测定微量金属元素是一种传统的也 较灵敏的分析方法，具有仪器简单，测试成本低等优点。双硫腙是检测铜和铅 等金属离子常用的有机显色剂，可直接应用于茶叶及人发中痕量铜的测定, 结 果令人满意。李
9、兴阳等10利用二苯硫腙萃取分光光度法，以双硫腙为显色剂,在 pH为3.8时，仅有铜与双硫腙形成络合物，经分步萃取将铜分离；调节萃余相 pH为9.2时，铅与双硫腙形成有色络合物，实现铜和铅的连续测定。采用分步萃 取方法,得到较高的灵敏度。因为双硫腙分光光度法测定生活饮用水中的镉、铅、 锌, 准确度、精密度好，灵敏度高，又比较经济，目前仍被广泛应用，尤其对 无原子吸收器的中小型水质化验室极有使用价值。 1.2 医药方面 腙类化合物分子在治疗疾病方面显现出多种生物活性，如席夫碱化合物大 多具有抗肿瘤、抗菌等生物活性。腙类化合物在生化反应中起到转氨基作用， 碳氮双键是该类化合物具有生物活性的效应基团。
10、它可以抑制生物体内诸多生 理化学过程，如抗高血糖、抗肿瘤，尤其是近年来在抗真菌和制备免疫抑制剂 (如类风湿、牛皮癣、系统性红斑狼疮等疾病)等方面的研究备受关注11。 1982年Johnson等曾报道，芳香腙表现出奇特的抑制DNA合成效果，并能抑 制啮齿细胞链的增长12。1988年Mohan等合成了7个含有双吡啶环的芳香腙，并 以它们为配体合成了大量的过渡金属配合物，并对配体及配合物的抗肿瘤活性 进行了测试13。结果表明，配体均表现出明显的活性，配合物中Cu(PCPH)Cl2 表现出比配体更强的活性。另据杨正银等报道，1-苯基-3-甲基-4-苯甲酰基-5-吡 啶酮异烟腙配合物对O2-有明显的清除
11、作用，1-苯基-3-甲基-4-苯甲酰基-5-吡啶 酮异烟腙稀土金属配合物对O2-也有一定的清除作用，所以，PMBP及其配合物 未来有可能用于治疗ROS引发的脂质过氧化类疾病，如心血管疾病、癌变、白 内障和细胞衰老等老年慢性病14。 2007年范长龙等采用MTT法检测氯唑沙腙对体外养的HepG2细胞存活率的 影响，通过检测LDH释放观察氯唑沙腙对HepG2细胞的致坏死作用15。结果表 5 明，氯唑沙腙在50500 molL-1浓度范围内对HepG2细胞的存活率均有抑制作 用，呈明显的剂量依赖效应关系。荧光显微镜和透射电镜下可见典型的肿瘤细 胞凋亡改变。氯唑沙腙在100、200、300及500 m
12、olL-1浓度下作用48 h均可诱 导HepG2细胞凋亡，具有明显的剂量效应关系。氯唑沙腙100、200、300及500 molL-1 这4种浓度分别作用于HepG2细胞24、48及72 h，发现以上各种浓度在 48 h即可诱导细胞凋亡，作用时间越长，凋亡率越高，有明显的时间效应关系。 所以，氯唑沙腙能够抑制HepG2细胞存活和诱导细胞凋亡。 2011年倪振杰等16以取代苄胺或伯胺为原料，依次经过Michael加成、 Dieckmann缩合、水解脱羧、酰腙化反应合成了1-取代哌啶-4-酮芳甲酰腙1a和 1b，采用标准的MTY法进行抗白血病生物活性测试，测试结果显示化合物1a和 1b在100g/
13、mL的浓度下对K562细胞的抑制率分别为87.36 和74.07，均高于 商品化抗癌药物5-FU(5-氟尿嘧啶)68.11的抑制率。 OH N N N O R 1a: R=4-FC6H4 1b: R=4-BrC6H4 1.3 农药方面 腙类化合物已经用于其它不同的领域, 如除草剂、杀虫剂以及调节农作物 生长17等。国外的一些药物公司相继开发了数十个腙类的杀菌剂、杀虫剂、植 物生长调节剂等新品种，如作为杀菌剂的醌肟腙、杀虫剂氟蚁腙、除草剂氟吡 草腙等。研究发现该类化合物具有抗菌、杀虫、除草、抗HIV以及抗病毒等多 种生理活性，受到农药研究者的广泛关注，在新农药的创制中占有重要地位。 此外腙类化合
14、物还具有制备简单、活性优良、作用广谱、毒性小等优点。 1.3.1 杀虫活性方面 自1999年以来，浙江化工科技集团有限公司开始对腙类化合物的研究，已 筛选出一批具有较高杀虫活性的化合物18 。其中，最为突出的为甲磺虫腙，即 甲磺酸-4-(4-氯代苯基)-(丁酮腙叉)-甲基苯酯.甲磺虫腙对鳞翅目害虫,特别是对 斜纹夜蛾表现出良好的杀虫活性。2008年邢家华等19对新型杀虫剂甲磺虫腙的 杀虫活性进行研究，室内生测结果表明，甲磺虫腙对小菜蛾、甜菜夜蛾、粘虫、 6 斜纹夜蛾表现出良好的杀虫活性，特别是对生产上较难防治的世界性害虫斜纹 夜蛾表现出优异的活性。进一步毒力测定表明, 甲磺虫腙对斜纹夜蛾的LC
15、50值 为8.45(7.699.62) mg/L，其杀虫活性与虫酰肼相当，但低于氟啶脲。田间试验 结果表明，70%甲磺虫腙在有效成分为210420 g/hm2 时，对斜纹夜蛾7 d的防 效可达88.6%93.9%，未观察到对作物产生药害。因此作为我国具有自主知识 产权的新杀虫剂，它防效好，低毒，合成步骤及工艺简单，具有进一步开发和 应用的价值。 二苯甲酮腙类衍生物对线虫、螨虫和黏虫等都具有良好活性的化合物，该 类化合物特别对鳞翅目害虫高效20-21，对其杀虫活性研究也开展得较早。1973 年杜邦公司首次介绍了某些结构简单的二苯甲酮腙的杀虫活性，其后，巴斯夫、 拜耳和孟山等公司均介入了该领域进行
16、研究22。近年来对二苯甲酮腙类衍生物 的修饰改造的相关报道较多。Bger等23报道了化合物2a、2b在质量浓度为100 mg/L下对烟蚜夜蛾、灰翅夜蛾有100%的防治效果；刘成荡等24合成的化合物 3a、3b在质量浓度为500 mg/L下对稻飞虱及黏虫的致死率为100%，在质量浓度 为250 mg/L下对朱砂叶螨也有100%的防效；刘永榜等25报道化合物1在质量浓 度为100 mg/L时对草地贪夜蛾的致死率为100%。据报道含有甲硫基的苯乙酮苯 甲酰腙类化合物对黄瓜灰霉病菌和小麦赤霉病菌具有良好的杀菌活性，对蚜虫 具有良好的杀虫活性。 N NH N(CH3)2 O OSO2CF3 Cl N N N(CH3)2 O OSO2CF3 Cl CH3 N NH N(CH3)2 O ClN CH3 SO2CH3 2a 2b 3a N NH O O ClN CH3 SO2CH3 N NH N O ClN CH3 SO2CH3 OCHF2 7 3b 1 1.3.2 抗氧化活性方面 杨正银等利用水溶液法合成了6 种邻羧基苯甲醛苯甲酰腙稀土配合物, 并 利用紫外光谱法研究了它们的抗氧化性，研究结果表明，
