对氯苯基卟啉—氨基酸及其锌配合物的合成和表征

第 3期 化 学 世 界 对氯苯基卟啉一氨基酸及其锌配合物的合成和表征 吴银素。 刘彦铁， 韩士田 (河北 师范走学化学系 ，河北 石 隶庄 000091) ·155· 摘 要：为了探索氟的空间位置灰不同的氨基酸对卟啉 氨基酸化台物性能的影响，合成了5-[4一 (3一酷氨酸丙氧基)苯基]一lO，15，2O一三(4氯苯基)卟啉 ，5[4一(3一组氨酸丙氧基)苯基]一1O，15，2O一三 (4．氨苯基)卟啉，两种新型的尾式卟啉 氨基酸化台物及其锌配合物，用元素，紫外一可见光谱， 虹外光谱，柱磁共振 氢谱 ，质谱确讧 了其结构，并洲试了其荧光光谱 。 关键词：卟啉；氨基酸；合成；表征 中圈分类号 ：0 614．24 1；O 629．71 文献标识码：A 文章编号：0367—6358(2002)03一O155一O3 Synthesis and Characterization of P—·Chloro—-phenyl—· amino—acid Porphyrin and Their Zinc Complexes WU Yin—SU． L1U Yan—qin， HAN Shi-tian (He N !Uni~rslty Dtpt．Ch~ istry}H k Shijiazhu~g 050091，China) AI~tract；In order to study the influence of the steric position of chlorine and different amino．acid on the pronertiss of amino acid porphyrin compounds two new mono-substituted amino-acid tetraphenyl- porphyrin，5-[4一(3 tyr。sineypr。p。 y)pheny1]一10，15，20一tri-(4-chloro-phsny1)porphyrin，5-[4-(3-his— tidiney propoxy)pheny1]-10，15，20一tri一(4-chloropheny1)porphyrin，and their Zn(I)complexes were syn- thesized．Their structure were characterized by elemental analysis，UV，IR， H NMR and M S，and their fluorescence spectrum was recorded as wel1． Key wnrds：porphyrin；amino—acid；synthesis；characterization 卟啉是含有母体为 卟吩 自由碱 的大环类化合 物。近年来 ，卟啉化合物及其金属配合物 已经应用于 模拟血红素、细胞色素 P一450、仿叶绿素_1]、痕 量金 属离子的测定和电化学等方面的研究 J。氨基酸是 金属酶的主要组成结构，在金属蛋白酶中，氨基酸对 生物活性往往起着重要作用，把不同的氨基酸作为 取代基引入卟啉环，利用他们带不同电荷、扳性以及 在 中性溶液中两性离子的特性 ，以期改变卟啉类化 合 物的电子授、受性质，从而使其更接近细胞色素 P一450的催化活性 。氯原子电负性较大，且带有 孤对电子，将它引入四苯基卟啉的苯环棘有可能改 变卟啉类化合物的电子授 ．受性质口】，因此，为 了探 索氯的空间位置及不同的氨基酸对“卟咻一氨基酸 化合物性能的影响 ，我们设计合成了氯在苯环的邻 位、间位、对位的卟啉-氨基酸化合物，本文报道的是 苯环的对位被氯取代的卟啉一氨基酸化合物其锌配 合物(如下图结构 )，并用 UV—Vis，IR， H NMR，元 素分析确砭了其结构，测试了其荧光光谱，该化合物 目前鲜见文献报道。 1 实验部分 1．1 仪器、测试方法及试剂 收稿 日期：2001 05—14 惨回日期：2001 09 24 基叠疆茸：河北省自然科学基金费时弹题(No．g99194) 作者■秆：吴银素(1966~)，女，硕士．宴验师．主要从事卟雌娄化台舒的合成及性掘研究． 维普资讯 http://www.cqvip.com ·156· C 化 学 世 界 2002正 l l I I P-- O_c _c -C H0o 一白一coow ft e’ d| l l I I P—O_( rc -c 一 ?一“ I ． 图卟啉一氨基酸 的结构(c、D)tP代表卧啉环 756MC紫外一可见分光光度计(氯仿作溶剂， g(0．12 mo1)新蒸呲咯，20 min滴加完毕，溶液逐渐 配成 10 mol／L的溶液)，PE—M1730傅里叶红外 变深至黑。控制反应温度，使回流速度约为 l～2滴 光谱仪(KBr压片)，Unity 200兆超导核磁共振仪 ／秒，回流 2 h。迅速转化成蒸馏装置。蒸出约 z13 (美目，varian公 司)，(TMS为内标 ，CDCI。为溶剂) (160 mL)二甲苯，稍冷后加入等体积 的甲醇(约 80 MT一3型 CHN元素分析仪(日本)，Hitachif-3000 mL)，放人冰箱中静置 24 h以上。抽滤干燥后得紫 荧光光度计(氯仿作溶剂，配成 S0 mol／L的溶 色晶体，即为粗产品。将粗品溶于氯仿，用中性氧化 液)。 铝(100～200日)柱层析，氯仿洗去第一色带，改用 吡咯(CP)，军事医学科学 院药材供应站 ，使用 前碱压蒸馏纯化}对羟基苯甲醛(CP)，中国双喜香 料助 剂厂 ，使用前 重结 晶；对 氯苯 甲醛 (AR)，(4一 chorobenzaldehyd)Dr．schuchardt ＆ Co．D一 85662 nokenbruan，Verursacht；水扬酸(AR)，北京 化工 厂l中性氧化铝(100～200目)，上海五 四化学 试剂 有限公 司，使用前 180。C活化 2 h；硅艘 (层析 用，60～100目)，上海五四化学试剂 有限公 司，使用 前 105℃活化 l h；无水碳酸钾 (AR)，使 用前培烧 ； L一酪氨酸、L一盐酸组氨酸 (生化试剂)，天津东方卫 生材料厂；DMF(AR)，武汉制药厂；三乙胺：(AR)， 上海远航化工厂。 1．2 中问体的合成 1．2．1 5-(4一羟基苯基)一10，l5，20---(4一氯苯基)卟 咻(A)的合成与纯化 。 在装有磁子和回流装置的三颈瓶中加入 240 mL二甲苯 ，8．28 g(0．06 too1)水杨酸 ，加热回流搅 拌下加入 12．24 g(0．09 mo1)对氯苯甲醛和 3．72 g (O．03 mo1)对羟基苯甲醛 ，在滴液精斗中加入 8．O4 氯仿／甲醇 l：l(体积比)混合液洗脱，收集第二色 带，蒸馏浓缩。用硅艘(40 m)氯仿／甲醇 l：l(体积 比)混合液再攻柱层析得紫色晶体 1．12 g化合物 A，产率 5．6 ，mp>300℃ 。 1．2．2 5一[4一(3一溴丙氧基)苯基]一l0，15，20一三(4一 氯苯基)卟啉(B)的合成与纯化 。 用化合物 A，按参考文献[6]合成了化合物 B， 产率 8l 。 1．3 配体的合成 1．3．1 5一[4-(3一酪氨酸丙氧基)苯基]一10，15，20一三 (4一氯苯基 )卟啉(C)的合成。 在装有回流冷凝管的 100 mL圆底烧瓶中，加 入 200 mg化合物 B(0．21 mmo[)，24 mL DMF，加 热回流充分溶解后，于 80 C以下水海中加人 L-酪 氨酸 80 rag(0．44 mmo1)，新灼烧的无水碳酸钾 200 mg，经氢氧化钠干燥过的三乙胺 1 mL，控制水浴温 度 80℃ 以下，TLC检测反应进程，约 24 h后停止反 应，稍冷，将反应液倒入 80 mL蒸馏水中于袜箱中 静置一夜。抽溏，干燥，粗品用氯仿孵■，氯亿船(100 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 3期 化 学 世 界 ～ 2O0目)柱层析，用氯仿淋洗第一色带(为原料 B) 后改用氯仿 ：甲醇一1：1(体积比)洗脱收集第二色 带即为产 品 c，浓缩 ，得紫红 色晶体 l 62 mg，产率 8l 。mp> 300。C。 1．3．2 5-[4一(3-组氨酸丙氧基)苯基]一l0，l 5，20一三 (4一氯苯基)卟啉(D)的合成。 装置及反应过程 同 1．3．1，只是将 200 mg酪氨 酸改为 200 mg组氨酸 ，最后得紫红色晶体 138 mg， 产率 70 。mp>300。C。 1．4 配合物的合成 1．4．1 配合物 E的合成及纯化 在装有 回流冷凝管的 50 mL的圆底烧瓶中，加 入 30 mg(O．031 5 mmo1)的化合物C，100 mg(0．098 mo1)ZnAc·2H O和 20 mL DMF，电磁搅拌下加热 回流，薄层层析法(硅胶板，展开剂为氯仿 ：甲醇一l ：l(体积比)监测反应进程，约 2 h后停止加热，将 反应液冷却后倒A 25．mL的饱和食盐水中，于冰箱 中静置一夜 ，抽滤 ，中性氧化铝柱层析 ，先用氯仿洗 去第一色带(极少量的红色带)，再用氯仿 ：甲醇一1 ：1(体积比)淋洗第二色带，回收蒸千后得紫色固体 28mg，产率 87．5 。mp~300℃ 。 1．4．2 配合物 F的合成与纯化 装置及反应过程同 1．4．1，只是将化台物 C改 变化合物 D，最后得紫色固体 36 mg，产率 92．3 ， mp> 300 。 2 结果与讨论 2．1 配体与配合物的表征 裹 1 产宰殛元素分析数据(括号内为计算值)／％ 丹子式 产率 c H N 钫 c C56H|zNjo{ch 81 70．41(70 26)4．43(4．31) ．33(7 35) D cs3 oN O Ct3 7o 68．50(68．57)4．34(4．31)lO．55(1i1．47) 裹 2 化台物的紫外一可见光谱[ (E×l旷)] 红外光谱(v／cm )数据 单羟基卟啉化合物的合成一般是在丙酸介质中 回流得 到 ，这种方法在减 压蒸出溶剂时，操作麻 烦。本文中所合成的化合物 A采用了一种新的合成 方法，即以二甲苯为溶剂，水杨酸为催化剂顺利地合 ·157· 成 r目标化合物，且条件温和，产率较高 ，副产品 少 。 裹 3 忧台鞠的#磁量蕾鼍■，5×1●_‘ C B．BB～8．82(8H．1~orphine ring C—H．8．15～ 7．71(20H·benzene ring C—H)· 4．65(1H．}L)．4．20(1H．Hd)，2．4O(2H，Hb)．2．25(1H． ) 3．99(2H， )，1．5B(2H， )．3．79(2H·R )·一2．86(2H·p。 phine ring 2N—H) D B．B7～ B．51(SH ．~ rphine ringC—H)．B．15~ 7．82(16H，l~mene ringC—H1， 7．71(2H ·imid~ole rlngC-H)，7．51(1H，He-)·4．40(1H,I-~ )， 2．95～ 2．71"1(2H ·Hb-)·2．25(1H·He)·3．99(2H·H )·1．58(2H · He)， 3 81(2H·He)·一 2 86(2H·porphine血 2N—H) 由紫外可见光谱及红外光谱知络合金属锌后， 配合物 的 Sorer带紫穆了 28～3"／llm。IN 中 l7l9 cm 附近的吸收峰表明了卟啉氨基酸化合豹的生 成。与配体的m 相比，3317 cm一，967 Clflll 吸收峰 的消失，997 Clflll 吸收峰的出现表明了锌配合物的 生成， 一N由 l349 cm 穆 至 1338 cm_。，这是 M-N 的形成削弱了 C—N 链的结果。 2．1 荧光性质 选用强度较大谱带处的波长擞为激发光，测定 化台物的荧光光谱，结果见表 4。 裹 ‘ 化台鞠的荧光光蕾t■ 由表 4可知 ，配体 C、D在 655 nm，718llltn处呈 现荧光 ，分别属于 g(Jr )一a扣( )和 ( 。)一alu ( ) ，配合物E、F在 605 nm，655 nm处呈理荧光 发射带，这表明络合金属锌后，荧光光谱位置发生改 变，强度减弱。 有关这些化台物在模拟细胞色素 P一450催化烯 烃环氧化方面的研究正在进行中。 参考文献： [1] 吴 越，叶兴凯，张长安．化学通报[J]．1988，(1)：l一7． [2] 邹建忠，李 明，镶 正．等．化学学报[J]．1994，(7)： 683—692． [3_ WangC P，Robert FV．JAmChem Soc[J]．1974， 96：7149—7150． (下冀● 168黄) 维普资讯 http://www.cqvip.com ·168· 化 学 世 界 有相关大气参照，不能由此而推断攀枝花贫钼 4 钼与其它元素的相互关系 钼与其 它元素的关系作用众说 纷纭，多数认为 是钼与铜拮抗，钼与硒协同 但是笔者认为这些观点 缺乏翔实的证据，只能是一种推测 人体内众多的微 量元素之间有着十分复杂的关系，它们有时表现出 相互协同，有时表现出相互拮抗，从而保持体内微量 元素的平衡，一旦某种元素过多或过少，将打破体内 平衡影响其它微量元素吸收或排泄。 以攀枝花为例 ，攀枝花的大气、水中锰的含量相 当高，尤其是水中总锰含量平均值超出《地面水环境 质量标准》12倍之多 锰能促进机体利用铜 ，即攀枝 花市人体内铜的含量应该较高 ，钼如果与铜拮抗 ，则 该市人体内钼的含量应该较低 ，则食管癌、龋齿发病 率应该较高，而事实恰好相反。说明钼有时表现出与 铜拮抗，有时表现出与铜协同。 研究表明肝癌病人血清硒 的含量明显低于正常 人 ，说明肝癌与缺硒有关。攀枝花是肝癌告发高发 区。尤其是男性肝癌死亡率达到 22．65／100000，说 明攀枝花缺硒。如果硒与钼仅仅是协同关系，攀枝花 应贫钼，而事实并非如此。说明钼与硒不仅仅是只有 协同性，可能也有拮抗性 。 ． 可见微量元素之间既有协同性又有拮抗性反而 保持人体 内精细的平衡 5 如何防止钼缺乏 s．1 对土壤施用适量的钼肥[(NH )：Mo0 ] 有研究标 明：在土壤 中施适量的钼肥可增强硝 酸盐还 原酶 的活 性，不 仅可 降低农 作 物 中 No 、 NO2的含量，而且还可增加维生素C的含量。维生 素 C能有效地阻断亚硝胺在体内外的合成 ，而且可 得到含钼丰富农作物，钼肥随生物链最后可被人体 吸收 S．2 在动物饮料和饮用水中添加钼(钼酸钠) 2002年 在动物饮料和饮用水 中添加适量钼(钼酸钠 )， 可得到含钼丰富的家禽，最后钼元素随生物链可被 人体吸收。 5．3 多食含钼丰富的食品 牛肉、牛肾、羊肉、豆类、牛奶等台有丰富的钼 每日究竟应该供应多少钼，使之既能满足机体的正 常日需要 ，又能为机体提供一定的储备，以满足机体 应急所需的供应量 由于尚缺少足够依据，我国还授 有制定出每日膳食所需钼供应量的标准，美目推荐 钼安全摄食范围从青少年到成年人每 日均 为 0．15 ～ 0．5 mg，儿童 1～3岁为 0．05～0．1 nag，4～6岁 为 0．06～0．15mg，7～10岁为0．11～0．3mg。人体 内微量元素有一定的适宜浓度范 围，超过或低于一 定 的范 围都会引起疾病 。 综上所述，钼的确是人体必不可缺少的一种微 量元素，它与人体健康密切相关 人体缺少钼与补充 钼微量元素是健康的一个因素，因此急待更深层次 地研究钼的抗癌机制和钼与其它微量元素的关系， 以保护人类的健康。 参考文献： [13 陈 清、卢 国主编+微量元素与健康[M]．北京 北京 大学 出版杜 ，1984，2503． [2] 曹锅章修订．无机化学[M]．北京：高教出版牡，1983， 406． ‘ [3] Burkin I A．The Physiological role and the agdcultur— al significance of molybdenum[M]．Nauka，Moscow， 1968，294． [4] 屈 健．饲料研究口]，2000，(6 ：17． [5] 杨国华．国外医学地理分册[J]，1990，<1)：12． [6] 盖晓东．中国地方病防治杂志口]，1998，4(5)：267． [7] 黄治森．生物化学[M]，北京，人民出版牡，178-183． [8] 攀枝花屠民死因回顾调查专辑(1986~1988)3~40． 胡相红 (●枝花大学化学与生物工程幕，四川 ●枝花 617000) (上接 第 157面) [4] 罗国添，李 蕾，练 萍，等．无机化学学报[J]．2000， [7] Adler A D，Longo F R，Finarefli J D，“a／．J Org 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