生物有机化学和应用

生物有机化学和应用/2013年/Article

Research Article |开放访问

Volume 2013年 |文章ID. 351262 | https://doi.org/10.1155/2013/351262

Yasir Arafat,Saqib Ali,Saira Shahzadi,穆罕默德沙希德 Preparation, Characterization, and Antimicrobial Activities of Bimetallic Complexes of Sarcosine with Zn(II) and Sn(IV)“,生物有机化学和应用 卷。2013年 文章ID.351262 7. 2013年 https://doi.org/10.1155/2013/351262

Preparation, Characterization, and Antimicrobial Activities of Bimetallic Complexes of Sarcosine with Zn(II) and Sn(IV)

学术编辑:Claudio Pettinari.
收到 2013年4月29日
公认 2013年8月30日
发表 2013年10月22日

抽象

Heterobimetallic complexes of Zn(II) and Sn(IV) with sarcosine have been synthesized at room temperature under stirring conditions by the reaction of sarcosine and zinc acetate in 2 : 1 molar ratio followed by the stepwise addition of CS2和有机辛(iv)卤化物,其中r = me,nBU和pH。复合物的特征是通过元素分析,FT-IR和NMR(1H,13.c)光谱学。IR数据显示配体以双齿的方式起作用。NMR数据在解决方案状态下显示了四个坐标几何形状。体外抗菌活性数据显示复合物(3.)和(4.)对细菌和真菌菌株有效,少数例外情况。

1。介绍

有机锡化合物是最广泛使用的有机金属化合物。在过去的几十年中,他们已被用于各种工业和农业应用,包括农药,杀菌剂和防污剂[1]. 一般来说,有机锡羧酸盐的生物化学活性受分子结构和锡原子配位数的影响很大[23.]。因此,识别生物学性质与有机锡(IV)羧酸盐结构之间的重要性[4.]刺激了锡羧酸盐的研究。

各种结构基序在有机锡化合物中已知并归因于羧酸盐配体的绝缘性特征[5.]。锡和/或羧酸盐部分上有机取代基的空间和电子属性赋予锡羧酸锡中结构特征的显着影响。因此,具有不同结构特征的新有机素羧酸苷的合成将有益于药物有机素和其他性能和应用。

同时,二硫代氨基甲酸盐(DTC)是与金属离子强键合的配体,能稳定高氧化值的金属配合物[6.]。有机锡(IV)二硫代氨基磺酸酯复合物已被广泛研究,因为SN-S键合在其结构中,以及键合在生物领域基本上的多样化应用的影响[7.8.]。

氯化锌主要用作Fischer Indole合成和Friedel-Craft酰化反应的催化剂,所述抗氧化铝酰化反应参与实验室中使用的有机化合物的合成[9.]. 锌(II)化合物的医学应用包括治疗寄生虫病(湿疹、癣、真菌和脚癣),在许多生物过程中,锌作为金属酶发挥着重要作用,其中锌(II)与配体配位,从而形成结构和功能模型[10.]。

在我们以前的工作中,我们报告了几种具有氧和硫供体原子的有机辛复合物[11.-15.]。作为本研究计划的延伸,我们在此报告肌氨酸的复合物(图1)Containing Zn(II) and Sn(IV) to study the effect of Zn along with tin on biological activities and compare these results with already reported organotin complexes of sarcosine [16.-18.]。

这些配合物的特征是通过元素分析,IR和多核NMR(1H,13.C)。还检查了它们检查其抗菌和抗真菌活性体外

2.实验

2.1。材料和方法

N-甲基甘氨酸(肌氨酸)、乙酸锌、二硫化碳和有机锡(IV)卤化物来源于Sigma-Aldrich(英国)。有机溶剂(氯仿,N- 通过Merck(德国)采购了己烷,乙醇,甲醇,DMSO和丙酮)。干燥溶剂[19.在使用之前。营养肉汤,营养琼脂和马铃薯右旋糖琼脂氧化物(英国)起源。高压釜和层流空气流量分别从欧姆龙和日本道尔顿公司购买。MicroPipettes购自Gilson(法国)。通过使用毛细管管在电热熔点装置上测定熔点,通过使用毛细管,模拟Staurt SMP3。CHNS-932元素分析仪LECO公司(美国)上的碳,氢气,氮和硫进行元素分析。在频率范围为4000-250厘米的百分之三的普拉斯·埃尔默特尔1000光谱仪上,将红外光谱记录为KBR颗粒-1。NMR(1H和13.C)使用CDCL在Bruker AM-300MHz FT-NMR光谱仪(德国)上记录光谱3.作为内部参考。

2。2。General Procedure for the Synthesis of Complexes

将肌氨酸(0.178g,2mmol)溶解在圆底烧瓶中的甲醇(25ml),在室温下连续搅拌。然后将乙酸锌(0.22g,1mmol)的甲醇(3ml)溶液滴加到上述溶液中,并连续搅拌混合物20分钟。在那之后2将(0.120mL,2.0mmol)滴加到反应混合物中,并在室温下搅拌0.5小时。随后,加入二氧化二元素二氯化菊酯/三元化氯化物(2mmol)甲醇(50mL)的溶液,将混合物连续搅拌4小时。在室温下在室温下缓慢蒸发溶剂,并在空气中将产物干燥。通过TLC检查纯度,重结晶在甲醇中进行: N-hexane (1 : 1) (see Scheme1)。

351262.SCH.001“src=

3。结果与讨论

配体和合成的配合物是固体的,在空气中是稳定的。它们的熔点很高。进行了元素分析,比较了碳、氢、氮和硫百分比的观测值和预测值。配体和合成配合物的物理数据总结在表中1


公司。
No.
Molecular formula 摩尔。重量 %产量 M.P(°C) 元素分析
% C
计算。
(found)
% H
计算。
(found)
%n ..
计算。
(found)
%S.
计算。
(found)

HL公司 C3.H7.O.2N 8.9.。09 - 208 40.45 7.92 15.71 -
(4.0.42) (7.95) (15.。68.)
1 C12.H22.O.4.N2S.4.CL.2znsn.2 760.31 75. 121-122 18.。9.5. 2.91 3.。68. 16.87
(18.99) (2。9.5.) (3.64) (16.。8.9.)
2 C24.H46.O.4.N2S.4.CL.2znsn.2 928.63 68. 87-91 31.04 4.99 3.01 13.81
(31.07) (4.96) (3.04) (13.78)
3. C32.H30.O.4.N2S.4.CL.2znsn.2 1008.53 57. 107–109 38.10 2.99 2.77 12.71
(3.9.。12.) (2。9.6.) (2.74) (12.74)
4. C14.H28.O.4.N2S.4.znsn.2 719.61 67. 14.5.-146 23.36 3.。9.2 3.。8.9. 17.82
(23.。39.) (3.。9.6.) (3.92) (17.78)
5. C32.H64.O.4.N2S.4.znsn.2 971.53 51. 22.4.-225 39.55 6.64 2.88 13.。20
(39.50) (6.68) (2.85) (13.17)
6. C44.H40O.4.N2S.4.znsn.2 1091.89. 73. 86-88 48.39 3.。6.9. 2.56 11.。7.4.
(48.36) (3.65) (2.59) (11.78)

3.1。红外光谱学

配体及其新合成配合物的红外光谱(1) - (6.)were recorded as KBr pellets in the range of 4000–250 cm-1。特征红外吸收频率(cm-1)已列于表中2


comp no。 ν(NH) ν(首席运营官) ν(C=S) ν(C-S) ν(序号–C) ν(S.N-S.) ν(SN-CL) ν(Zn-O)
ν(COO)(ASYM) ν(COO)(SYM)

HL公司 3365 1621. 1407. 214 - - - - - -
1 - 1642. 1462 180. 1033. 955. 526. 461 311. 364.
2 - 1618. 1433. 185. 1013. 942. 530. 472 302. 352.
3. - 1602. 1440. 162. 1025. 988. 27.2 466 318. 347.
4. - 1622. 1456. 166. 1023. 938. 538. 4.8.5. - 371.
5. - 1635. 1468 167. 1043. 965. 547. 456 - 385.
6. - 1650. 1470. 180. 1030. 970. 28.0 480 - 310.

配体的IR光谱在3365厘米处呈现一个带-1那which was attributed to the NH stretching mode. Deprotonation of carboxylic group is confirmed by the absence of OH band in the spectra of the complexes. Regarding the carboxyl vibrational modes, there are different binding possibilities [20.21.]:(1)桥接结构, (COO)=1560–1540厘米-1(2)二聚体和单体螯合结构, (COO)= 1640-1560厘米-1(3)“游离酯”单齿结构,ν(C–O)=1680–1640厘米-1ν(c = o)= 1770 1700 cm-1羧酸盐组在1602-1650厘米的范围内给出强不对称和对称的拉伸带-1和1433.-14.7.0 cm-1分别分配给螯合物或单齿结构;但是,没有ν在预期范围内C = O带表示螯合物形式的存在。双齿性质的配体也得到δ确认νCOO值小于200厘米-1in all complexes [22.]。存在νZn-O振动带在310-385厘米的范围内-1在所有复合体中[23.]证实碳酸锌相互作用。据报道了[15.]观察一个单一的观察νC=1000 cm左右区域的硫吸收-1表示在性质上对称或二齿的二硫代氨基甲磺酸基团。一个强大的吸收带ν(c = s)位于1013-1043cm的范围内-1那whileν(C-S)带出现在较低频率范围内,942-988厘米-1[24.]. Sn–S键的形成是由456–480 cm范围内出现的新带所证实的-1[25.]。强大的乐队302-318厘米-1was assigned toν(SN-CL)吸收。在530-547cm的范围内观察到SN-C带-1适用于复合物(1)和(2) - (5.)但是在272和280厘米处-1适用于复合物(3.)和(4.)分别是二苯基锡衍生物的分别。在440-420厘米范围内的频段的缺失-1通常分配给ν(SN-N)类似化合物的模式[26.27.]向氨基协调提供给锡的氨基,因此对所提出的羧酸羧酸羧基原子提供支持[16.在所有合成的复合物中,在所有合成的复合物中硫酸盐硫原子配位。

3.2.1H NMR光谱学

1H NMR谱的配体和复合物(1) - (6.)被记录在氘代DMSO中,以找到磁性非等级质子的行为。数据显示在表中3.


质子没有。 HL公司 1 2 3. 4. 5. 6.

2,2' 3.15 3.97s. 3.99s. 3.。8.8.s 3.74s. 3.63s. 3.95s.
3,3' 2.48s. 2。8.9.s 2。8.0s 2.96s. 2。8.5.s 2.94s. 2.79s.

化合物(1)SN-CH3.CL,1.27s.2j[96];化合物(2)SN-CH2CH.2CH.2CH.3.CL.那0.88–0.93m, 0.23t (7.2); compound (3.)SN-C6.H5.CL.那7.。9.1D.2j[82],7.50-7.53m,7.42-7.50m;化合物(4.)SN-CH3.,0.51秒2j[82];化合物(5.)SN-CH2CH.2CH.2CH.3.,0.64-1.1米,0.23t(7.2);化合物(6.)SN-C6.H5.,7.91d.2j[82],7.50–7.53米,7.42–7.50米。
Multiplicity is given as s: singlet, d: doublet, t: triplet, m: multiplet.
Coupling constant, j[119.Sn,1h]和 j[1H,1Hz中的H]分别在方括号和括号中给出。
D.
351262.Tab.001.“src=

通过集成峰计算的质子数与通过增量方法理论计算的那些吻合非常一致[28.]。在复杂中没有OH信号表明羧酸基团的去质子化通过COO→Zn协调的α-→Zn配位阴离子。在游离配体中分别在3.15ppm和2.48ppm中出现两个共振信号,分别为亚甲基和甲基质子2.48ppm。这些信号在复合物中表现出下场移位至3.63-3.99ppm和2.79-2.96ppm(1) - (6.)分别用于亚甲基和甲基质子。

CH.3.化合物中的质子(1)一种ppear as a singlet at 1.27 ppm with tin satellites having2j[119.SN-1h] = 96 Hz。在化合物中(2)那the protons of butyl group appear as a multiplet in the region 0.88–0.93 ppm. The terminal CH3.一组丁基给出三联体以0.23 ppm3.j[1H-1H]值为7.2 Hz。化合物中甲基的质子化学偏移(3.),连接到Sn,给出0.51ppm的单态。二苯基锡(IV)衍生物的苯基部分显示复杂的图案,并根据文献分配[29.]。该2j[119.SN-1H] 二和三苯基锡(IV)衍生物的值为82 Hz,在五配位锡原子的预期范围内,与126.5°的C–Sn–C角一致。

3.3.13.CNMR

所研究的化合物中的-CSS组的作用是简单的,其在202.5-202.8ppm的范围内观察到表明硫对锡原子的配位。

4.列出化学班次13.C和tin-carbon coupling constants for the reported complexes (1) - (6.)。该13.在与其他类似化合物相当的位置观察由于苯基引起的C NMR化学位移[30.31.]。该13.在自由配体中以179.2ppm观察到碳原子引起的C NMR化学位移,而在复合物中,它表现出181.9-186.3ppm的下场移位。Di-和Trorootin中锡原子的协调一直有关Nj119.SN-13.c)耦合常数。该Nj119.SN-13.c)复合物偶联(1)和(6.)分别是397和640 Hz,其指示四个坐标几何[30.]处于溶液状态。


HL公司 1 2 3. 4. 5. 6.

1,1' 179.2 186.3 181.9 18.3.。7. 185.4 184.3 18.3.。8.
2,2' 56.6 56.8. 56.3. 56.9 56.7 56.6 56.8.
3,3' 41.5 41.3 41.3 41.5 41.4 41.2 41.5
-CS - 202.6 202.5 202.8 201. 202.8 202.7

化合物(1)SN-CH3.CL.那(C- )2。11j[39.7.]; compound (2)SN-CH2CH.2CH.2CH.3.CL.那(C- )29.5,(C- )27.4,(C- )26.。2, (C- )13.9;化合物(3.)SN-C6.H5.CL.那(C- )137.61j[640],(C- )13.2。8.2j[49.0],(C- )129.9(C)- )12.4.。8.; compound (4.)SN-CH3., (C- )2。3.1j[396];化合物(5.)SN-CH2CH.2CH.2CH.3., (C- )31.1 [349],(C- )27.12j[21],(C)- )28.2 j[63],(C- )14.。1; compound (6.)SN-C6.H5., (C- )138.01j[640],(C- )133.02j[49.0],(C- )130.0,(C)- ) 125.1.
Chemical shifts (δ)in ppm: j[119.Sn,13.在Hz中列出了括号中。
3.4。抗菌活性

肌氨酸及其合成复合物(1) - (6.)被测试了体外for their antibacterial activity against gram positive and gram negative bacterial strains includingB. subtilisS.金黄色葡萄球菌P. Multocida.大肠杆菌那respectively, and the results are given in Table5.。氨苄青霉素用作标准药物。结果表明,所有新合成的复合物都显示出比配体更高的活性,但少于标准药物,少数例外。


Compound no. Bacterial inhibition zone (mm)
S.金黄色葡萄球菌 B. subtilis 大肠杆菌 P. Multocida.

HL公司 12.5C  ±  0.86 13.。0C  ±  1.00 12.5C  ±  0.86 12.0C  ±  1.41
1 20.8公元前  ±  1.00 18.0C  ±  1.00 25.2C  ±  0.86 21.0ab  ±  1.00
2 21.0公元前  ±  1.00 20.5公元前  ±  0.86 27.5公元前  ±  0.86 24.。5.ab  ±  0.86
3. 20.8公元前  ±  1.00 18.6C  ±  1.00 26.。2C  ±  0.86 21.3ab  ±  1.00
4. 30.0ab  ±  1.41 21.5.公元前  ±  1.65 28.。0公元前  ±  1.41 23.0ab  ±  1.00
5. 32.5ab  ±  1.65 54.5一种  ±  0.86 51.0一种  ±  1.00 32.5一种  ±  1.65
6. 31.5ab  ±  0.86 33.0公元前  ±  1.41 32.0ab  ±  1.00 30.0ab  ±  1.41
氨苄青霉素 38.5一种  ±  0.86 40.0ab  ±  1.41 39.。5.ab  ±  0.86 32.0ab  ±  1.41

浓度:1mg / ml在DMSO中。
标准品:氨苄西林。
0:无活动,5-10:活动存在,11-25:中等活动,26-40:强大的活动。
Antibacterial values are mean ± S.D of samples analyzed individually in triplicate at
上标中的不同字母表示显着的差异。

复杂(5.)显示出最大的抑制作用B. subtilis )和大肠杆菌 ),可能超过标准药物(40.00±1.41)和( ), 分别。复杂(2)在情况下显示最低的抑制区域B. subtilis )和S.金黄色葡萄球菌 )。配体表现出低的活性,而复合物与所有细菌菌株的标准药物相比表现出中等的活动。复杂(6.)显示针对所有细菌菌株的适度抗菌活性。在所有复合物中,Tributyltin复合物(5.)具有显著的抗菌活性。从数据中可以清楚地看出,抗菌活性因取代而异(Sn(IV)取代度的增加增强了抗菌活性)[32.]。

数据显示,合成的复合物对革兰氏阳性细菌菌株的活性比克的阴性菌株更多。它是由于革兰氏阳性和革兰氏阴性菌株的细胞壁组成的差异[33.]. 研究还表明,复合物的抗菌活性可能是由于杀灭微生物或通过阻断其活性位点抑制其繁殖[34.]。

该results show that all compounds exhibit antibacterial activity, and in many cases, complexes are more potent in their inhibition properties than the free ligand. This can be explained in terms of the greater lipid solubility and cellular penetration of the complexes [35.]。It is clear that the coordination enhances the antibacterial activity and clearly indicates that the newly synthesized complexes in the present studies are more active against gram positive than gram negative bacteria. The preliminary results achieved have led us to conclude that these types of complexes should be studied in detail for their applications in diverse area.

对某一特定配体及其金属配合物的筛选数据表明,从生物化学角度看,前者比后者具有更高的活性。一般来说,比较结果可以得出结论,与含有肌氨酸的有机锡络合物相比,含有Zn(II)和Sn(IV)的络合物具有更大的抑制能力[16.17.]针对所有微生物。

3.5。抗真菌活动

合成的化合物(1) - (6.)通过使用氟康唑作为标准药物对4个真菌菌株的标准药进行抗真菌活性进行抗真菌活性测试肌氨酸。A.Flavus,A.Niger,A.替代和G. lucidum通过盘扩散方法[36.]. 结果总结在表中6.。从列表数据中显而易见的是,肌肉苷和合成的复合物表现出各种杀菌剂活性。Sarcosine表现出最大的活动A、 黄 )虽然复杂(5.)表现出最大的活性( ) 反对G. lucidum. 复杂(2)showed the lowest inhibition zone ( ) 反对G. lucidum。有人指出,与其他烷基相比,Trictyltin复合物表现出对真菌的最大抑制作用。因此化合物中丁基的存在(5.)bonded with tin atom was responsible for the rise of antifungal activity [37.]。复合物的活性增加可能是由于锌和硫和硫的协调[38.]。From the data it might be concluded that triorganotin compounds were usually more effective against the fungi than diorganotin compounds [39.相反,与文献中的早期报告的化合物相比[16.]。这可能是由于Zn(II)的存在以及Sn(IV),其增强了Trirogralotin络合物的杀真菌活性。


Compound no. 真菌抑制区(mm)
A. alternata 灵芝 A、 黄 尼日尔

HL公司 27.0ab  ±  1.00 11.5.C  ±  0.86 37.。5.ab  ±  0.86 14.5公元前  ±  1.65
1 26.。4.ab  ±  1.00 19.3公元前  ±  1.00 20.2公元前  ±  1.65 20.3ab  ±  0.86
2 20.0C  ±  1.41 19公元前  ±  1.00 20.5公元前  ±  1.65 20.5公元前  ±  0.86
3. 26.。9.公元前  ±  1.41 20.2ab  ±  1.65 35.。2公元前  ±  1.65 21.2公元前  ±  0.86
4. 30.0ab  ±  1.41 18.5公元前  ±  0.86 19.5C  ±  1.65 18.5公元前  ±  0.86
5. 30.0ab  ±  1.41 39.。5.ab  ±  1.65 33.5一种  ±  1.65
6. 28.。5.ab  ±  0.86 25.0公元前  ±  1.00 32.0公元前  ±  1.41 19.5公元前  ±  0.86
氟康唑. 30.5一种  ±  0.86 41.5一种  ±  0.86 54.0一种  ±  1.41 12.5C  ±  0.86

浓度:1mg / ml在DMSO中。
标准品:氟康唑。
0:无活动,5-10:活动存在,11-25:中等活动,26-40:强大的活动。
Antibacterial values are mean ± S.D of samples analyzed individually in triplicate at
上标中的不同字母表示显着的差异。
3.6。结构活动关系

尽管难以在抗微生物活性和这些配合物的结构之间进行精确的结构 - 活性关系,但是可能得出结论:螯合以及添加基质的添加增强了复合物的活性。不同抗菌剂对各种生物的毒性的变化取决于细胞的不可渗透性或在微生物中引起突变的能力或能力的差异。虽然结果表明配体具有显着的毒性,但它们的锡络合物在更大程度上抑制微生物的生长。这是符合早期报告的[40]。此外,络合物的较大活性也可以基于它们对颗粒的较高溶解度来解释。

4。结论

合成复合物的FT-IR数据清楚地表明锌和锡在双齿模式下用氧气和配体的硫附着。在固态的状态下,氯化大核苷酸配合物表现出戊铵/六己化几何形状,而Triroganotin(IV)复合物展示了五坐标几何形状。生物活性数据表明,所有复合物都具有少数例外的生物活性。与细菌菌株相比,发现这些复合物对真菌培养的更有效的抑制剂。

承认

巴基斯坦高等教育委员会(HEC)对第20-1623/R&D/10/4402号项目的支持表示感谢。

参考资料

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