【word】 醋酸去氢表雄酮肟的合成及其抗菌活性研究

【word】 醋酸去氢雄酮肟的合成及其抗菌活性研究 醋酸去氢表雄酮肟的合成及其抗菌活性研 究 2012年2月 第28卷第1期 陕西理工学院(自然科学版)Feb.2012 JournalofShaanxiUniversityofTechnology(NaturalScienceEdition)Vo1.2 8No.1 [文章编号】1673-2944(2012)01-0063一o5 醋酸去氢表雄酮肟的合成及其抗菌活性研究 田光辉 (陕西理工学院化学与环境科学学院,陕西汉中723001) [摘要]以醋酸去氢表雄酮为原料,室温搅拌下和盐酸羟胺在弱碱性介质中反应合成 醋酸去氢表雄酮肟,得到了纯度较高的醋酸去氢表雄酮肟,收率达89.6%.通过测定其 熔点,借助紫外光谱(uv),红外光谱(IR),核磁共振谱(NMR),质谱(Ms)以及元素 等技术来表征其结构.抗茵活性实验表明,醋酸去氢表雄酮肟对实验茵株均有抑制和灭 活作用,对枯草芽胞杆茵CMCC63501株的作用表现得更为明显. [关键词]醋酸去氢表雄酮;酮肟;合成;结构表征;抗茵活性 [中圈分类号]0625.42[文献标识码]A 醋酸去氢表雄酮(Dehydmepiandm—steroneacetate,c2lH3003)又叫重排物,化学名称为:3-B-羟基 ? 去氧雄甾-5?烯-l7-酮-3-醋酸酯(3-13一hydroxy—deoxyandrost-5一ene-17?one-3一acetate),广泛地分布于动 物体内,与其生命过程密切相关并在其中起着重要的作用,也是合成各种激素类药物的一种甾族中 间体…,可以用来合成睾丸素,甲基睾丸素,雌二醇,雌三醇等药物,受到人们的关注.以醋酸去氢 表雄酮为原料合成新型的激素类药物的研究较多-l4..近年来甾体酮肟从天然产物中不断地被发 现剖,其中海洋甾体酮肟类化合物是一类具有显着细胞毒性和抗病毒活性及其它生理活性的化合 物,但在海洋生物体中此类化合物含量少,提取困难,从结构近似的化合物出发合成可为甾体 酮肟的开发提供新思路,有利于抗肿瘤,抗病毒,抗菌类新药的发现,通过化学方法已合成出许多不 同结构的甾体肟类的衍生物?.’”],得到了具有一定生理活性的甾体酮肟化合物[1,但醋酸去氢表 雄酮肟抗菌活性的研究尚未见报道.甾体酮肟化合物还在农药,避孕 类药物中有着广泛的应用.也 是一类重要的有机药物化工中间体.本文以甾体药物醋酸去氢表雄酮和盐酸羟胺为原料,以醋酸 钠为催化剂,以质量分数95%乙醇为溶剂,室温下合成醋酸去氢表雄酮肟,并初步探讨醋酸去氢表 雄酮肟对常见病菌的抗菌活性,可为进一步应用提供帮助. l仪器,试剂与 1.1仪器 X-6型显微熔点测定仪(北京泰克仪器有限公司);UV-6300PC紫外可见分光光度计(上海美 谱达仪器有限公司);Nicolet170SXFT—IR红外光谱仪(日本岛津);高分辨质谱仪(ElMS和FABMS 用VG.ZAM?HS);BrukerAM-300超导核磁共振仪(德国瑞士);2400型元素分析仪(美国Perkin’El, 收稿日期:2011.11-04 基金项目:陕西省科技厅社会发展计划项目(2009K11..03-3);陕西省科技厅”13115”科技创新工程项目 (2010ZDGC-23-13) 作者简介:田光辉(197O一),男,陕西省渭南市人,陕西理工学院副教授,硕士,主要研究方向为有机合成和天然产 物化学. ? 63? 陕西理工学院(自然科学版)第28卷 mer公司);ZNCI-T型磁力搅拌器(巩义市予华仪器有限责任公司);96孔培养板;普通培养箱. 1.2试剂 盐酸羟胺(AR,湖南湘中地质实验研究所),丙酮,醋酸钠(AR,西安市新城区医药化工厂)在顾 客,质量分数95%乙醇(AR,天津化学试剂有限公司),无水乙醇(AR,成都市科龙化工试剂厂),薄 层层析硅胶(AR,青岛海洋化工有限公司),羧甲基纤维素钠(CMC),氯仿(AR,天津化学试剂六 厂),乙酸乙酯(AR,成都市科龙化工试剂厂),石油醚(AR,天津市富宇精细化工有限公司).水为 蒸馏水.氘代DMSO为色谱纯. 1.3材料 薄层板和薄层层析缸.水解酪蛋白胨(MH)肉汤,肉汤培养基,普通琼脂平板培养基.菌 株冻干品购自北京药品生药制品鉴定所中国医学细菌保藏中心.甾体药物醋酸去氢表雄酮购置于 陕西省城固振华生物科技有限公司(纯度为98.5%以上,工业纯,CASNO:853-23-6). 2实验方法 2.1薄层色谱板的制作 将薄层板用去污粉和水洗涤,淋洗干净,将薄层板放于烘箱中在105oC下烘干.调配质量分数 5.0%的羧甲基纤维素钠(CMC)溶液,按照1g硅胶需5%的CMC上清夜3—4mL制成所需的浆状 物.将调好的浆状物用玻璃棒引流少量在薄层板上使其涂铺均匀,把薄层板放于已校正的平面上 阴干.将铺好的薄层板放于105?的烘箱中活化30min,活化的薄层板放在干燥器内保存备用. 2.2醋酸去氢表雄酮肟的合成 常规方法是用醋酸去氢表雄酮与盐酸羟胺在吡啶介质中反应2j,此时吡啶既做催化剂又做溶 剂,但吡啶毒性较大,是生产中限制使用的溶剂,且在后处理中较难除尽,存在残留.我们这里改用 醋酸钠作催化剂,在质量分数95%的乙醇中反应,可减小毒性,产率稳定,反应条件温和,适用于工 厂化的大规模生产,其反应过程如图1所示. 图1合成醋酸去氢表雄酮肟的反应过程 称取醋酸去氢表雄酮6.0g溶于95mL的质量分数95%乙醇中,搅拌全溶后加入3.02g醋酸 钠,再加入适量的盐酸羟胺后在25,30?下搅拌,反应中不断地用薄层色谱技术进行鉴定,跟踪反 应进程,直至原料点消失.反应结束后冷却反应液,转入冰水中,待全部固体析出后,抽滤,干燥,称 重,得粗品.将粗产品用无水乙醇进行重结晶,得无色结晶,用薄层色谱法分析纯度,测定熔点. 2.3结构解析 对产物初步用薄层色谱法检测其纯度,氯仿-丙酮(v/V,9:1)溶液作为展开剂,质量分数 10%的硫酸乙醇溶液为显色剂.在105下呈现紫红色斑点,其R,值为0.48.采用熔点测定仪测 定熔点,借助紫外光谱(uV),红外光谱(IR),核磁共振谱(NMR),质谱(MS)以及元素分析等进行 综合解析,表征其结构. 2.4体外抗菌实验 实验菌液的配置方法:将实验菌种接于水解酪蛋白胨肉汤溶液中,放置于普通培养箱中在 37?下培养24h,细菌计数用比浊法.将培养液调配成106CFU/mL,培养基用肉汤培养基和普通 琼脂平板培养基,在96孔培养板上根据微量二倍连续梯度稀释法测定最小抑菌浓度(MIC),用 ? 64? 第1期田光辉醋酸去氢表雄酮肟的合成及其抗菌活性研究 平板转种法测定最小杀菌浓度(MBC)].体外抗菌实验采用4个常见 的致病性菌株:金黄色葡萄 球菌ATCC25925株,鼠伤寒沙门菌50013株,枯草芽胞杆菌CMCC63501株和白假丝酵母菌CM- CC85021株. 3结果与讨论 3.1薄层色谱法分析 用不同体积比的氯仿和丙酮混合溶液作为展开剂,进行展开剂的选择,薄层分析结果如表1所 示,用氯仿和丙酮(v/V,9:1)的溶液作展开剂效果较佳. 表1展开剂的选择 当反应进行到1h时,用毛细管分别 吸取少量反应液和原料醋酸去氢表雄酮 的稀溶液,点在同一个薄层板上进行薄层 分析,跟踪反应的进行程度,发现反应进 行到3h时原料点消失,再反应15min后 进行精制.薄层色谱如图2所示.在 105?下显色,呈现紫红色斑点,其,值 为0.48,斑点均一,无杂点,纯度符合物质 结构测试和分析的要求. 3.2反应的收率 合成中经过多次实验的优化,改变盐 酸羟胺的用量时对产率影响较大.盐酸 氢胺的摩尔分数是醋酸去氢表雄酮的1.5 倍,醋酸钠在反应液中的质量分数控制在 3.5%,醋酸去氢表雄酮在反应液的质量 分数控制在6.7%左右时产率达到最高 值,实验数据及处理结果如表2所示. 反应结束后 图2薄层色谱分析结果 表2实验数据及处理 3.3醋酸去氢表雄酮肟的结构解析 醋酸去氢表雄酮肟用乙醇重结晶得到无色结晶粉末,易溶于四氢呋喃和二甲基亚砜,可溶于甲 ? 65? 陕西理工学院(自然科学版)第28卷 醇和乙醇,微溶于丙酮,三氯甲烷和二氯甲烷.产率为89.6%,熔点为179.1—180.8?.紫外光 谱(溶剂为乙醇,A一):316.2nm处有最大吸收峰.红外光谱(KBr压片法,):3428.13, 3006.75,2932.68,2855.79,1667.32,1641.86,1482.47,1473.54,l450.81,l4 22.75, 1385.34,1372.65,1291.90,1266.98,1127.01,1221.68,1200.97,1139.45,1 077.08, 1054.12,1015.61,947.86,927.84,909.53,868.38,867.21em,,明显地出现了碳氮双键的特 征伸缩振动.核磁共振氢谱(溶剂为二甲基亚砜,300MHz)化学位移艿(ppm):9.86(s,1H,oH), 5.58(s,1H,136.H),3.67(s,1H,C3?H),2.78和2.73(d,J=1.50,1H,C6-H),2.41到2.16 有多重峰(cl-H,c2?H,c6?H,C4-H),1.96(s,3H,C21一H,-CH3),1.89到0.77的多重峰是环 烷烃环上的氢峰,1.02(s,3H,C19一H,一CH3),0.99(s,3H,C18-H,一CH3).核磁共振碳谱(溶剂为 二甲基亚砜,300Mm)化学位移6(ppm):37.5(C?1),28.4(C.2),85.6(C?3),29.8(C4),155.6 (C-5),148.5(C_I5),39.5(C-7),34.3(C-8),54.8(C-9),38.8(C-l0),19.6(C?11 ),33.3 (C-l2),42.5(C一13),46.2(C?l4),21.7(C一15),34.6(C—l6),60.8(C-17),17.2(C-18),l6.O (C—l9),203.1(C-20),26.7(C-21).质谱分析(70eV)m/z:345.19.理论计算值c2lH3lNO3 (%):c73.Ol,H9.04,N4.05;元素分析测量值(%):C73.03,H8.98,N4.02.醋酸去氢表雄 酮肟也叫3-13.羟基.去氧雄甾-5.烯-17.酮肟一3?醋酸酯,其结构能和 波谱分析中的数据一一对应. 3.4醋酸去氨表雄酮肟的抗菌活性 醋酸去氢表雄酮肟对实验的4种标准菌株的MIC值和MBC值如表3,可以看出醋酸去氢表雄 酮肟对实验所选用的菌株的抑制作用和灭活作用表现出不同的效果,对4种标准菌株均有明显的 抑制作用和灭活作用. 表3醋酸去氢表雄酮肟对标准菌株的MIC和MBC值 实验菌株—鱼 醋酸去氢表雄酮肟对枯草芽胞杆菌CMCC63501株和鼠伤寒沙门菌50013株的MIC和MBC均 相对较小,表明醋酸去氢表雄酮肟对这2种菌株有较为明显的抑制和灭活作用,对其他菌株的MIC 值最大为12.24g/L,MBC值最大为14.68g/L,说明对其它两种菌株也有抑制和灭活作用.醋酸去 氢表雄酮肟对4种菌株的抑制作用和灭活作用次序为:枯草芽胞杆菌CMCC63501株>鼠伤寒沙门 菌50o13株>白假丝酵母菌cMcc85021株>金黄色葡萄球菌ATCC25925株.在这里仅对醋酸去 氢表雄酮肟的抗菌实验只作了初步的试验,对其它菌株的抗菌活性实验还需要深入研究. 4结束语 用醋酸去氢表雄酮来合成醋酸去氢表雄酮肟反应中,不同介质如乙醇,吡啶,四氢呋喃等对该 反应均有影响,用不同类型的碱如氢氧化钠,碳酸氢钠,碳酸钠,醋酸钠作为催化剂,对产率也有影 响.依照反应机理,该反应包含加成和消除两个反应步骤,碱的强弱和类型直接影响反应进行的程 度,醋酸钠是弱酸强碱盐,在反应体系中存在的醋酸根离子有利于反应进行.实验中用质量分数 95%乙醇也有利于加成和消去反应的进行,促使反应向着生成物的方向移动,所以反应进行地较为 完全,产率高达89.6%.整个反应及其后处理所用试剂廉价易得,工序简单,溶剂可回收再用,是 一 种绿色合成法.醋酸去氢表雄酮对实验的4种菌株没有抑制和灭活作用,醋酸去氢表雄酮肟却 表现出抑菌活性,对枯草芽胞杆菌CMCC63501株和鼠伤寒沙门菌50013株的抑制和灭活作用更为 ? 66? 第1期田光辉醋酸去氢表雄酮肟的合成及其抗菌活性研究 明显.这里也仅是对醋酸去氢表雄酮肟的抗菌实验进行了初步的研究,其它抗菌活性实验和抗菌 构效关系还需要深入研究. 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[责任编辑:ig平] Synthesisandantimicrobialactivitiesofdehydroepiandrosteroneoximeacet ate TIANGuang?hui (SchoolofChemistryandEnvironmentScience,ShaanxiUniversityofTechn ology, Hanzhong723001,China) Abstract:Thetargetcompound3-13一hydroxy-deoxyandrost-5-ene一 17-oneoxime-3?acetatewassyn? thesizedinalkalescencemediumwith3-B-hydroxy-deoxyandrost-5-ene一 17?one-3-acetateandhydroxyla? minehydrochlorideatroomtemperaturebychum—dasher,purerdehydroepi androsteroneoximeacetate wasobtainedanditsyieldreached89.6%.Themeltingpointofthistargetcompoundwasdetermined anditsstructurewasfullycharacterizedbyUV,IR,NMR,MSandelementalanalysis.Theantimicrobial activitiesofdehydrocpiandrosteroneoximeacetatewasevaluatedbyinhibitingthegrowthoffourbacteria. Theresultsshowedthatthetargetcompoundinhibitedthegrowthoftestingbacteriaandsterilizedthem, andshowedhigherantimicrobialactivityespeciallyagainstbacillussubtillisCMCC63501. Keywords:dehydroepiandrosteroneacetate;oxime;synthesis;characterization;antimi- crobialactivity ? 67? 1J1J1J1J1J ]]]]]i]Ol234I二lI=I=lI=lI=.