棉酚金刚烷胺Schiff碱的合成、光谱分析及PM6半经典计算
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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 kj·mol-1和-1 008.319 kj·mol-1，其烯胺?烯胺构型在能量上更有利。结论 棉酚金刚烷胺schiff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 synthesized and identified by ft?ir，2d?nmr spectroscopy and the pm6 semi classical calculation.results the 1h and 13cnmr signals of the new schiffbase were assigned .the calculated formation heat for n?enamine?n?enamine and n?imine?n?imine tautomeric forms are -1 160.00 kj·mol-1and -1 008.319 kj·mol-1 respectively，indicating that the former tautomer is more stable. conclusion the schiff base of gossypol with adamantanine exists in enamine?enamine tautomeric form，which was stabilized by the intramolecular hydrogen bonds.
key words:gossypol; adamantanine;schiff base; spectroscopic analysis; pm6 calculation
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1h?nmr、13c?nmr、dept、1h?1hcosy、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(sigma?aldrich公司，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。re?52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);vx?300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);wrs?1b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 (3.861×10-4mol)， 以7 ml无水乙醇溶解。称取棉酚100 mg (1.930×10-4 mol)，以8 ml无水乙醇溶解。将金刚烷胺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mp>300 ℃。ir(kbr) λ/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。esi?ms(m/z):784.45[m+h]+。氢谱和碳谱数据见表1。
1.3 红外光谱测试
在nicolet 5700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，1h?1hcosy，hsqc 和 hmbc)等在varian mercury vx?300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、1′?oh的特征峰出现在3 482.54 cm-1,而6、6′?oh则由于分子内氢键o6—h…o7的作用而出现在3 271.15 cm-1处。 o7…h—n16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1h?nmr和13c?nmr基础上结合dept、 hmbc、1h?1hcosy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13c?nmr(75.4 mhz)的光谱数据(cdcl3)
在1h?nmr谱中，烯胺n16—h和c11—h均以双峰形式存在，为n16—h和c11—h之间相互偶合引起的，偶合常数j值均为12.9 hz，δ 9.802和13.590分别归属h11和n16—h。同时依据hsqc，δ 158.255与h11直接相关，所以δ158.255归属c11。在hmbc谱中，δ 54.756 和172.052 均与9.802(h11)质子存在远程相关，而且δ 54.756还与金刚烷胺结构中的亚甲基质子(δ 1.940，归属c18)存在远程相关，所以δ 54.756归属金刚烷胺结构中的季碳c17。c9 与δ 9.802(h11)质子不存在远程相关，因而δ 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。
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 kj·mol-1和-1 008.319 kj·mol-1，可以看出：棉酚金刚烷胺schiff碱的烯胺?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o7…h—n16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o6—h…o7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，c1?c2?c20?c10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 kj·mol-1和- 1 008.319 kj·mol-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，2005,14(11):1419-1434.
[2] baram n i，ismailov a i，ziyaev k l，et al. biological activity of gossypol and its derivatives[j]. chem nat compd，2004,40(3):199-205.
[3] lin t s，schinazi r f，zhu j l，et al. anti?hiv?1 activity and cellular pharmacology of various analogs of gossypol [j]. biochem pharmacol,1993,46(2):251-255.
[4] robert e r，lorraine m d，jagt v，et al. synthesis and anti?hiv activity of 1，1′?dideoxygossypol and related compounds [j]. j med chem,1995,38(13):2427-2432.
[5] przyblski p，schilf w，brzezinski b，et al. 13c,15n nmr and cap?mas as well as ft?ir and pm5 studies of schiff base of gossypol with phenylalanine methyl ester in solution and solid [j] .j mol struct,2005,734(1-3):123-128.