1、棉酚金刚烷胺 Schiff 碱的合成、光谱分析及 PM6 半经典计算作者：杨健 1，李龙龙 2，陈刚 2，景振华【摘要】 目的 解析棉酚金刚烷胺 Schiff碱的结构。方法 制备棉酚金刚烷胺 Schiff碱，并采用红外光谱，二维核磁波谱技术和 PM6半经典计算方法对其结构进行分析。结果 光谱分析表明棉酚金刚烷胺 Schiff碱具有烯胺 烯胺结构特征并归属了所有的碳原子和氢质子的化学位移;PM6研究表明棉酚金刚烷胺 Schiff碱的烯胺 烯胺和亚胺 亚胺构型的生成热分别为-1 160.00 kJmol-1和-1 008.319 kJmoL-1，其烯胺烯胺构型在能量上更有利。结论 棉酚金刚烷胺 S
2、chiff碱以烯胺 烯胺形式存在，分子内氢键的存在使烯胺 烯胺结构更稳定。 【关键词】 棉酚;金刚烷胺;Schiff 碱;光谱分析;PM6 半经典计算2.College of Pharmacy,Wuhan University,Wuhan,Hubei 430070,China)Abstract:Objective To investigate the tautomeric form of the Schiff base of gossypol with adamantanine. Methods The Schiff base of gossypol with adamantanine was
3、 synthesized and identified by FTIR ，2DNMR Spectroscopy and the PM6 semi classical calculation.Results The 1H and 13CNMR signals of the new Schiffbase were assigned .The calculated formation heat for NenamineNenamine and NimineNimine tautomeric forms are -1 160.00 kJmoL-1and -1 008.319 kJmoL-1 respe
4、ctively，indicating that the former tautomer is more stable. Conclusion The Schiff base of gossypol with adamantanine exists in enamineenamine tautomeric form，which was stabilized by the intramolecular hydrogen bonds.Key words:gossypol; adamantanine;Schiff base; spectroscopic analysis; PM6 calculatio
5、n棉酚是锦葵科植物棉花的根、茎和种子所含的一种黄色多元酚类化合物，是一个具有手性的阻旋型旋光异构体，近来研究显示棉酚具有诱导凋亡、免疫调节、抗癌和抗病毒等多种生物活性，特别是对艾滋病毒、流感病毒、疱疹病毒等多种膜病毒显示出较强的抑制或杀灭作用，同时棉酚也是第一个来源于植物且非常有价值的干扰素诱生剂，是一种潜在的广谱抗病毒化合物1-2。从结构上看，棉酚是集醛基和多个酚羟基于一体的天然化合物。实验已证实 6、7 或 6、7酚羟基是抗病毒活性必需的，若酚羟基被取代，则抗病毒活性降低或丧失3;棉酚的甲酰基与其细胞毒性有关，不是抗艾滋病病毒的必需基团，对其修饰后可降低毒性4;金刚烷胺具有抑制甲型流感病毒
6、脱壳作用，可用于流感预防和早期治疗。依据拼合原理，本文设计并合成了棉酚金刚烷胺 Schiff碱，因棉酚 Schiff碱存在烯胺 烯胺和亚胺 亚胺两种构型，不同的棉酚 Schiff碱衍生物其构型是不同的，棉酚金刚烷胺 Schiff碱也可能存在烯胺 烯胺或亚胺 亚胺两种构型(结构见图 1)，因此利用红外光谱、二维核磁波谱技术如1HNMR 、13CNMR 、DEPT、1H1HCOSY 、HSQC 和 HMBC以及 PM6半经典定量计算方法对其结构作了详尽的解析，并确立其优势构象。1 实验部分1.1 仪器与试剂棉酚(武汉远城科技发展有限公司，质量分数 99%)，金刚烷胺(SigmaAldrich 公司
7、，质量分数 99%)，其他溶剂和试剂除特别注明外均为分析纯，使用前未进行处理。RE52 旋转蒸发仪(上海亚荣生化仪器厂);5700 型红外光谱仪(美国尼高力公司);VX300 型核磁共振仪(300 MHz,美国 Varian Mercury公司);毛细管电泳电喷雾质谱仪 P/ACE MDQ，LCD advantage(美国 Beckman Coult公司);WRS1B 数字熔点仪(上海先科仪器有限公司)。1.2 合成称取金刚烷胺 58.4 mg (3.86110-4mol)， 以 7 mL无水乙醇溶解。称取棉酚 100 mg (1.93010-4 mol)，以 8 mL无水乙醇溶解。将金刚烷胺
8、和棉酚的乙醇溶液倒入 25 mL圆底烧瓶，65 搅拌回流 2 h，得到黄色沉淀。将生成物 0 静置 2 h，充分沉淀后抽滤，以无水乙醇洗涤，干燥称重，得产物 144.5 mg，产率为 95.5%。测定熔点 mp300 。IR(KBr) /cm-1: 3 482.54， 3 271.15， 2 913.71，2 850.99，1 617.40，1 545.33，1 491.95，1 430.41，1 398.25，1 382.38，1 344.19，1 243.74，1 198.20。ESIMS(m/z):784.45M+H+ 。氢谱和碳谱数据见表 1。1.3 红外光谱测试在 Nicolet 5
9、700型红外光谱仪上测定棉酚金刚烷胺 Schiff 碱的红外光谱，采用溴化钾压片。1.4 NMR 谱测试棉酚金刚烷胺 Schiff 碱的氢谱(300 MHz)， 碳谱(75.455 MHz)和二维核磁波谱(DEPT，1H1HCOSY ，HSQC 和 HMBC)等在 Varian Mercury VX300 型核磁共振仪(300 MHz)进行测定，氘代三氯甲烷作溶剂。1.5 PM6 半经典定量计算PM6 半经典定量计算采用 WinMopac2007 软件。2 结果与讨论2.1 红外光谱分析棉酚金刚烷胺 Schiff碱中 1、1OH 的特征峰出现在 3 482.54 cm-1,而 6、6OH 则由
10、于分子内氢键 O6HO7的作用而出现在 3 271.15 cm-1处。 O7HN16分子内氢键振动吸收峰应该出现在低于 3 000 cm-1区域，但由于氢质子位于氮原子上，所以此振动吸收峰较弱而不易观察到。在棉酚的图谱中，其萘环的 CC特征峰出现在 1 596.8 cm-1,而在棉酚金刚烷胺 Schiff碱中，该峰消失，在 1 545.33 cm-1和 1 491.95 cm-1出现了新的信号，C7O 的特征峰在 1 617.4 cm-1。以上红外光谱特征与文献5报道的棉酚烯胺 烯胺 Schiff碱衍生物相符。2.2 NMR 谱分析在 1HNMR 和 13CNMR 基础上结合 DEPT、 HM
11、BC、1H1HCOSY 和HSQC等二维光谱分析，归属了所有的碳原子和氢质子的化学位移，见表1。表 1 棉酚金刚烷胺 Schiff碱 1H(300 MHz)和 13CNMR(75.4 MHz)的光谱数据(CDCl3)在 1HNMR 谱中，烯胺 N16H和 C11H均以双峰形式存在，为N16H和 C11H之间相互偶合引起的，偶合常数 J值均为 12.9 Hz， 9.802和 13.590分别归属 H11和 N16H。同时依据 HSQC， 158.255与 H11直接相关，所以 158.255 归属 C11。在 HMBC谱中， 54.756 和 172.052 均与 9.802(H11)质子存在远
12、程相关，而且 54.756还与金刚烷胺结构中的亚甲基质子( 1.940，归属 C18)存在远程相关，所以 54.756归属金刚烷胺结构中的季碳 C17。C9 与 9.802(H11)质子不存在远程相关，因而 172.052归属 C7，显示 C7为羰基碳。以上结果表明棉酚金刚烷胺 Schiff 碱是以烯胺 烯胺的构型存在。2.3 PM6 半经典定量计算依据 Mopac2007 软件对棉酚金刚烷胺 Schif碱的烯胺 烯胺和亚胺 亚胺构型两种构型自动进行优化计算,得到生成热分别为-1 160.00 kJmol-1和-1 008.319 kJmol-1，可以看出：棉酚金刚烷胺 Schiff碱的烯胺
13、烯胺构型在能量上更为有利，其优势构象见图 2，而且分子内氢键的存在使烯胺 烯胺结构更为稳定，这与光谱(IR，NMR)的数据分析结果相吻合。棉酚金刚烷胺 Schiff碱的烯胺 烯胺优势构象结构中分子内氢键O7HN16是最稳定的氢键，因为其键长为 1.858 8，键角为 127.3;而分子内氢键 O6HO7相对弱些，其键长为 2.085 3 ，键角为112.3。分子中的联萘环被强烈的扭曲，C1C2C20C10 间的扭角为96。3 结论采用红外光谱、二维核磁波谱技术和 PM6半经典计算方法对合成的棉酚金刚烷胺 Schiff碱结构进行分析，红外光谱和二维核磁波谱技术研究结果表明棉酚金刚烷胺 Schif
14、f碱具有烯胺 烯胺结构特征并归属了所有的碳原子和氢质子的化学位移;PM6 研究表明棉酚金刚烷胺 Schiff碱的烯胺 烯胺和亚胺 亚胺构型的生成热分别为-1 160.00 kJmol-1和- 1 008.319 kJmol-1，其烯胺 烯胺构型在能量上更为有利，分子内氢键的存在使烯胺 烯胺结构更为稳定，与光谱分析结果相符，表明棉酚金刚烷胺 Schiff碱以烯胺 烯胺形式存在。【参考文献】1 DODOU K. Investigations on gossypol: past and present developments J. Expert Opin Investig Drugs，2005,1
15、4(11):1419-1434.2 BARAM N I，ISMAILOV A I，ZIYAEV K L，et al. Biological activity of gossypol and its derivativesJ. Chem Nat Compd，2004,40(3):199-205.3 LIN T S，SCHINAZI R F，ZHU J L，et al. AntiHIV1 activity and cellular pharmacology of various analogs of gossypol J. Biochem Pharmacol,1993,46(2):251-255.
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