棉酚金剛烷胺Schiff堿的合成、光譜分析及PM6半經(jīng)典計算

棉酚金剛烷胺Schiff堿的合成、光譜分析及PM6半經(jīng)典計算【摘要】目的解析棉酚金剛烷胺Schiff堿的結構。方法制備棉酚金剛烷胺Schiff堿，并采用紅外光譜，二維核磁波譜技術和PM6半經(jīng)典計算方法對其結構進行分析。結果光譜分析表明棉酚金剛烷胺Schiff堿具有烯胺烯胺結構特征并歸屬了所有的碳原子和氫質子的化學位移;PM6研究表明棉酚金剛烷胺Schiff堿的烯胺烯胺和亞胺亞胺構型的生成熱分別為-1kJ·mol-1和-1kJ·moL-1，其烯胺烯胺構型在能量上更有利。結論棉酚金剛烷胺Schiff堿以烯胺烯胺形式存在，分子內(nèi)氫鍵的存在使烯胺烯胺結構更穩(wěn)定。

【關鍵詞】棉酚;金剛烷胺;Schiff堿;光譜分析;PM6半經(jīng)典計算

ofPharmacy,WuhanUniversity,Wuhan,Hub430070,China)Abstract:ObjectiveToinvestigatethetautomericformoftheSchiffbaseofgossypolwithadamantanine.MethodsTheSchiffbaseofgossypolwithadamantaninewassynthesizedandidentifiedbyFTIR，2DNMRSpectroscopyandthePM6semiclassicalThe1Hand13CNMRsignalsofthenewSchiffbasewereassigned.ThecalculatedformationheatforNenamineNenamineandNimineNiminetautomericformsare-1kJ·moL-1and-1kJ·moL-1respectively，indicatingthattheformertautomerismorestable.ConclusionTheSchiffbaseofgossypolwithadamantanineexistsinenamineenaminetautomericform，whichwasstabilizedbytheintramolecularhydrogenbonds.

Keywords:gossypol;adamantanine;Schiffbase;spectroscopicanalysis;PM6calculation

棉酚是錦葵科植物棉花的根、莖和種子所含的一種黃色多元酚類化合物，是一個具有手性的阻旋型旋光異構體，近來研究顯示棉酚具有誘導凋亡、免疫調(diào)節(jié)、抗癌和抗病毒等多種生物活性，特別是對艾滋病毒、流感病毒、皰疹病毒等多種膜病毒顯示出較強的抑制或殺滅作用，同時棉酚也是第一個來源于植物且非常有價值的干擾素誘生劑，是一種潛在的廣譜抗病毒化合物[1-2]。

從結構上看，棉酚是集醛基和多個酚羥基于一體的天然化合物。實驗已證實6、7或6′、7′酚羥基是抗病毒活性必需的，若酚羥基被取代，則抗病毒活性降低或喪失;棉酚的甲?；c其細胞毒性有關，不是抗艾滋病病毒的必需基團，對其修飾后可降低毒性;金剛烷胺具有抑制甲型流感病毒脫殼作用，可用于流感預防和早期治療。依據(jù)拼合原理，本文設計并合成了棉酚金剛烷胺Schiff堿，因棉酚Schiff堿存在烯胺烯胺和亞胺亞胺兩種構型，不同的棉酚Schiff堿衍生物其構型是不同的，棉酚金剛烷胺Schiff堿也可能存在烯胺烯胺或亞胺亞胺兩種構型(結構見1)，因此利用紅外光譜、二維核磁波譜技術如1HNMR、13CNMR、DEPT、1H1HCOSY、HSQC和HMBC以及PM6半經(jīng)典定量計算方法對其結構作了詳盡的解析，并確立其優(yōu)勢構象。

1實驗部分

儀器與試劑

棉酚(武漢遠城科技有限公司，質量分數(shù)99%)，金剛烷胺(SigmaAldrich公司，質量分數(shù)99%)，其他溶劑和試劑除特別注明外均為分析純，使用前未進行處理。RE52旋轉蒸發(fā)儀(上海亞榮生化儀器廠);5700型紅外光譜儀(美國尼高力公司);VX300型核磁共振儀(300MHz,美國VarianMercury公司);毛細管電泳電噴霧質譜儀P/ACEMDQ，LCDadvantage(美國BeckmanCoult公司);WRS1B數(shù)字熔點儀(上海先科儀器有限公司)。

合成

稱取金剛烷胺mg(×10-4mol)，以7mL無水乙醇溶解。稱取棉酚100mg(×10-4mol)，以8mL無水乙醇溶解。將金剛烷胺和棉酚的乙醇溶液倒入25mL圓底燒瓶，65℃攪拌回流2h，得到黃色沉淀。將生成物0℃靜置2h，充分沉淀后抽濾，以無水乙醇洗滌，干燥稱重，得產(chǎn)物mg，產(chǎn)率為%。測定熔點mp300℃。IR(KBr)λ/cm-1:3，3，2，

2，1，1，1，1，

1，1，1，1，1。ESIMS(m/z):[M+H]+。氫譜和碳譜數(shù)據(jù)見表1。

紅外光譜測試

在Nicolet5700型紅外光譜儀上測定棉酚金剛烷胺Schiff堿的紅外光譜，采用溴化鉀壓片。

NMR譜測試

棉酚金剛烷胺Schiff堿的氫譜(300MHz)，碳譜(MHz)和二維核磁波譜(DEPT，1H1HCOSY，HSQC和HMBC)等在VarianMercuryVX300型核磁共振儀(300MHz)進行測定，氘代三氯甲烷作溶劑。

PM6半經(jīng)典定量計算

PM6半經(jīng)典定量計算采用WinMopac2007。

2結果與討論

紅外光譜分析

棉酚金剛烷胺Schiff堿中1、1′OH的特征峰出現(xiàn)在3cm-1,而6、6′OH則由于分子內(nèi)氫鍵O6—H…O7的作用而出現(xiàn)在3cm-1處。O7…H—N16分子內(nèi)氫鍵振動吸收峰應該出現(xiàn)在低于3000cm-1區(qū)域，但由于氫質子位于氮原子上，所以此振動吸收峰較弱而不易觀察到。在棉酚的譜中，其萘環(huán)的CC特征峰出現(xiàn)在1cm-1,而在棉酚金剛烷胺Schiff堿中，該峰消失，在1cm-1和1cm-1出現(xiàn)了新的信號，C7O的特征峰在1cm-1。以上紅外光譜特征與文獻報道的棉酚烯胺烯胺Schiff堿衍生物相符。

NMR譜分析

在1HNMR和13CNMR基礎上結合DEPT、HMBC、1H1HCOSY和HSQC等二維光譜分析，歸屬了所有的碳原子和氫質子的化學位移，見表1。表1棉酚金剛烷胺Schiff堿1H(300MHz)和13CNMR(MHz)的光譜數(shù)據(jù)(CDCl3)

在1HNMR譜中，烯胺N16—H和C11—H均以雙峰形式存在，為N16—H和C11—H之間相互偶合引起的，偶合常數(shù)J值均為Hz，δ和分別歸屬H11和N16—H。同時依據(jù)HSQC，δ與H11直接相關，所以δ歸屬C11。在HMBC譜中，δ和均與(H11)質子存在遠程相關，而且δ還與金剛烷胺結構中的亞甲基質子(δ，歸屬C18)存在遠程相關，所以δ歸屬金剛烷胺結構中的季碳C17。C9與δ(H11)質子不存在遠程相關，因而δ歸屬C7，顯示C7為羰基碳。以上結果表明棉酚金剛烷胺Schiff堿是以烯胺烯胺的構型存在。

PM6半經(jīng)典定量計算

依據(jù)Mopac2007對棉酚金剛烷胺Schif堿的烯胺烯胺和亞胺亞胺構型兩種構型自動進行優(yōu)化計算,得到生成熱分別為-1kJ·mol-1和-1kJ·mol-1，可以看出：棉酚金剛烷胺Schiff堿的烯胺烯胺構型在能量上更為有利，其優(yōu)勢構象見圖2，而且分子內(nèi)氫鍵的存在使烯胺烯胺結構更為穩(wěn)定，這與光譜(IR，NMR)的數(shù)據(jù)分析結果相吻合。

棉酚金剛烷胺Schiff堿的烯胺烯胺優(yōu)勢構象結構中分子內(nèi)氫鍵O7…H—N16是最穩(wěn)定的氫鍵，因為其鍵長為8，鍵角為°;而分子內(nèi)氫鍵O6—H…O7相對弱些，其鍵長為3，鍵角為°。分子中的聯(lián)萘環(huán)被強烈的扭曲，C1C2C20C10間的扭角為96°。

3結論

采用紅外光譜、二維核磁波譜技術和PM6半經(jīng)典計算方法對合成的棉酚金剛烷胺Schiff堿結構進行分析，紅外光譜和二維核磁波譜技術研究結果表明棉酚金剛烷胺Schiff堿具有烯胺烯胺結構特征并歸屬了所有的碳原子和氫質子的化學位移;PM6研究表明棉酚金剛烷胺Schiff堿的烯胺烯胺和亞胺亞胺構型的生成熱分別為-1kJ·mol-1和-1kJ·mol-1，其烯胺烯胺構型在能量上更為有利，分子內(nèi)氫鍵的存在使烯胺烯胺結構更為穩(wěn)定，與光譜分析結果相符，表明棉酚金剛烷胺Schiff堿以烯胺烯胺形式存在。

【參考文獻】

DODOUK.Investigationsongossypol:pastandpresentdevelopments[J].ExpertOpinInvestigDrugs，2005,14(11):1419-1434.

BARAMNI，ISMAILOVAI，ZIYAEVKL，etal.Biologicalactivityofgossypolanditsderivatives[J].ChemNatCompd，2004,40(3):199-205.

LINTS，SCHINAZIRF，ZHUJL，etal.AntiHIV1activityandcellularpharmacologyofvariousanalogsofgossypol[J].BiochemPharmacol,1993,46(2):251-255.

ROBERTER，LORRAINEMD，JAGTV，etal.SynthesisandantiHIVactivityof1，1′dideoxygossypolandrelatedcompounds[J].JMedChem,1995,38(13):2427-24