本發明涉及一種N-(2-異丙酸)對羥基苯甲酰腙鉛配合物及其制備方法和其在生物抑菌方面的應用。

背景技術：

芳香酰腙是一類用途廣泛的化學品，其金屬配合物表現出重要的生物活性，可用于農藥、醫藥和分析測試、催化等方面，尤其是它可用于抑菌、抗真菌、抗炎癥及抗病毒等。早期，R.B.Johari 等報道苯甲醛水楊酰腙對黑曲霉和構巢曲霉菌都顯出抗菌活性，而苯甲醛水楊酰腙與金屬形成的配合物的殺菌活性更強。何水樣等報道了2-羰基丙酸水楊酰腙稀土配合物與小牛胸腺DNA的作用情況，兩種配合物均以插入方式與小牛胸腺DNA結合。宋斌等合成了2-呋喃甲醛縮-4-甲氧基苯甲酰腙(HL)及其過渡金屬配合物NiL₂和Mn(HL)₂Cl₂，結果顯示NiL₂對金色葡萄球菌有顯著的抑制作用，可以用來作為潛在的抑菌材料。目前，結構、性能各異的酰腙類稀土金屬配合物、過渡金屬配合物均已被大量合成出來，但是對于主族金屬配合物的研究相對較少。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種N-(2-異丙酸)對羥基苯甲酰腙鉛配合物及其制備方法和其在生物抑菌方面的應用，發明人測定了其對腐皮鐮刀菌、丹參枯萎病菌的抑菌活性。

本發明實現過程如下：

結構式（I）所示的N-(2-異丙酸)對羥基苯甲酰腙鉛配合物，

[Pb(HL)₂]_n （I）

其中，L是脫去一個質子的N-(2-異丙酸)對羥基苯甲酰腙，結構式為：

，

上述配合物為單斜晶系，空間群P2₁/c，a = 0.87368(18) nm，b = 1.5020(3) nm，c = 0.91166(19) nm，α = γ = 90°，β =118.201(3)°，Z = 4，V = 1.0543(4) nm³。

上述的N-(2-異丙酸)對羥基苯甲酰腙鉛配合物的制備方法，包括如下步驟：

（1）將N-(2-異丙酸)對羥基苯甲酸甲酯和水合肼在有機溶劑中加熱回流反應，得對N-(2-異丙酸)羥基苯甲酰肼；

（2）將對N-(2-異丙酸)羥基苯甲酰肼和丙酮酸在有機溶劑中加熱回流反應，經冷卻、抽濾得N-(2-異丙酸)對羥基苯甲酰腙；

（3）將可溶性鉛鹽水溶液和混合溶劑依次注入試管中，然后將N-(2-異丙酸)對羥基苯甲酰腙溶于甲醇中，用堿調節pH值至6-7后注入試管上層，經擴散后得目標產物，所述的混合溶劑是體積比為1:1的甲醇與N,N-二甲基甲酰胺或體積比為1:1的甲醇與水。

上述步驟（1）中，N-(2-異丙酸)對羥基苯甲酸甲酯和水合肼的摩爾比為1: 0.5~1：4。

上述步驟（2）中，N-(2-異丙酸)對羥基苯甲酰肼和丙酮酸的摩爾比為1: 0.5~1：5。

上述步驟（2）中，所述的抽濾過程是將加熱回流反應后的混合液旋蒸得到油狀物，然后加入水析出白色沉淀，經抽濾得到N-(2-異丙酸)對羥基苯甲酰腙。

上述步驟（1）和（2）所述的有機溶劑為乙醇或甲醇。

上述步驟（3）中，所述的堿為氨水、乙二胺、三乙胺。

上述步驟（3）所述的可溶性鉛鹽為硝酸鉛或醋酸鉛。

本發明的N-(2-異丙酸)對羥基苯甲酰腙鉛配合物的制備方法為溶劑擴散法，即將配體和金屬鹽通過溶劑層隔開，避免二者直接接觸，通過溶劑擴散的方式緩慢反應制備得到N-(2-異丙酸)對羥基苯甲酰腙鉛配合物。而本領域的常規制備方法為溶液法，即直接將配體和金屬鹽溶液混合，反應制備得到配合物，本發明的N-(2-異丙酸)對羥基苯甲酰腙鉛配合物的制備方法相比本領域常規制備方法，具有產物易生成晶體，純度高等優點，避免了粉末狀產物提純難、抑菌濃度難精確控制的劣勢。

本發明提供了一種N-(2-異丙酸)對羥基苯甲酰腙鉛配合物作為植物殺菌劑的應用，對腐皮鐮刀菌和丹參枯萎病菌有較好的殺菌作用。

在本發明的N-(2-異丙酸)對羥基苯甲酰腙鉛配合物的單晶結構中，中心原子鉛為五配位，空間構型呈現扭曲的三角雙錐幾何體，鉛為典型的半球形的配位模式，存在孤對電子效應，即有裸露的活性位點，有利于與菌類物質發生相互作用。該鉛配合物為一維鏈狀結構，不同于多數報道的酰腙配合物的零維結構。

本發明的優點和積極效果：本發明的N-(2-異丙酸)對羥基苯甲酰腙鉛配合物的結構是一維的鏈狀構型，不同于常見的酰腙配合物的零維結構。另外，中心原子鉛為典型的半球形的配位模式，存在孤對電子效應，即有裸露的活性位點，有利于與菌類物質發生相互作用。本發明的N-(2-異丙酸)對羥基苯甲酰腙鉛配合物的制備方法相比本領域常規制備方法，具有產物易生成晶體，純度高、操作簡便等優點，避免了粉末狀產物提純難、抑菌濃度難精確控制的劣勢。其次，含氮配體的有機鉛化合物具有一定的生物活性，特別是其抗真菌作用更為引人注目，因此，酰腙類鉛配合物兼備二者抑菌性能優異的特點，對腐皮鐮刀菌表現出尤為突出的抑菌效果。

附圖說明

圖1為N-(2-異丙酸)對羥基苯甲酰腙鉛配合物的紅外光譜譜圖；

圖2為N-(2-異丙酸)對羥基苯甲酰腙鉛配合物的紫外可見光譜譜圖；

圖3為N-(2-異丙酸)對羥基苯甲酰腙鉛配合物的晶體結構圖；

圖4為N-(2-異丙酸)對羥基苯甲酰腙鉛配合物的一維鏈圖；

圖5為N-(2-異丙酸)對羥基苯甲酰腙鉛配合物的熱重曲線；

圖6為N-(2-異丙酸)對羥基苯甲酰腙鉛配合物的熒光激發和發射光譜圖，其中，a為發射光譜曲線，b為激發光譜曲線。

具體實施方式

通過以下實施例進一步詳細說明本發明，但應注意本發明的范圍并不受這些實施例的任何限制。

N-(2-異丙酸)對羥基苯甲酰腙鉛配合物的制備方法，步驟如下：

（1）將摩爾比為1:0.5~1:4的N-(2-異丙酸)對羥基苯甲酸甲酯和水合肼在有機溶劑中加熱回流反應1~4小時得N-(2-異丙酸)對羥基苯甲酰肼；

（2）將摩爾比為1:0.5~1:5的步驟（1）得到的產物和丙酮酸在有機溶劑中加熱回流反應1~6小時得N-(2-異丙酸)對羥基苯甲酰腙；

（3）將鉛鹽溶于水中，置于試管的底層；再將等體積的混合溶劑緩慢注入上述試管中；最后將步驟（2）得到的產物溶于等體積的甲醇中，用堿調節pH值至6-7后注入所述試管中，經擴散后得目標產物。

在步驟（3）中，所述鉛鹽與N-(2-異丙酸)對羥基苯甲酰腙的摩爾比為1:1~1:2；所述的鉛鹽為硝酸鉛或醋酸鉛。

本發明的N-(2-異丙酸)對羥基苯甲酰腙鉛配合物經元素分析、紅外光譜及X-射線單晶衍射結構分析，結果如下：

元素分析(C₂₀H₁₈N₄O₈Pb): 計算值：C 36.97，H 2.77，N 8.63；實測值: C 36.56，H, 2.65，N, 8.96%。

紅外光譜(KBr, v/cm^-1)：3012(w), 2813(w), 2708(w), 2686(m), 1634(vs), 1529(vs), 1501(s), 1451(m), 1378(m), 1332(s), 1284(s), 1234(m), 1219(s), 1052(s), 952(m), 761(m), 553(m).

紫外可見光譜(二甲基亞砜), λ_max（nm）:329nm.

本發明的N-(2-異丙酸)對羥基苯甲酰腙鉛配合物的晶體結構：晶體為單斜晶系，空間群

P2₁/c，a = 0.87368(18) nm，b = 1.5020(3) nm，c = 0.91166(19) nm，α = γ = 90°，β =118.201(3)°，

Z = 4，V = 1.0543(4) nm³，Dc = 2.692 Mg m^-3，F(000) = 784。

實施例1：N-(2-異丙酸)對羥基苯甲酰腙的制備

N-(2-異丙酸)對羥基苯甲酰肼的制備：將5mmol 4-羥基苯甲酸甲酯，7.5mmol 85%水合肼和45mL無水乙醇加入100mL圓底燒瓶中，水浴攪拌回流3小時，趁熱轉移至燒杯，自然冷卻，析出大量白色晶體，靜置后抽濾，用無水乙醇洗滌。測其熔點為264-265℃，與文獻值264-265℃一致，產率80%。

在100mL的圓底燒瓶中，將1mL冰醋酸滴加到溶有10mmol N-(2-異丙酸)對羥基苯甲酰肼和25mmol 丙酮酸的50mL無水乙醇中，水浴攪拌回流4小時，冷卻后過濾，少量甲醇洗滌，首先旋蒸，得油狀物，添加少許水，析出白色沉淀，然后再抽濾，得N-(2-異丙酸)對羥基苯甲酰腙。

白色固體，產率74%，熔點292-293℃；氫譜分析(二甲基亞砜-d₆, 400 MHz), δ(ppm): 10.61(s, 1H), 7.80 (d, J = 8.7 Hz, 2H), 7.69 (d, J = 8.7 Hz, 1H), 6.89 (d, J = 8.7 Hz, 1H), 6.85 (d, J = 8.7 Hz, 2H), 2.14 (s, 3H). 元素分析（C₁₀H₁₀N₂O₄）（%）：計算值：C，54.05；H，4.54；N，12.61；測量值：C, 54.18; H, 4.26; N, 12.91. 紅外光譜分析（KBr, cm^-1）：3620(m), 3337(m), 3254(m), 3193(w), 2994(w), 2804(w), 2672(w), 1686(vs), 1534(m), 1505(s), 1491(m), 1384(m), 1348(s), 1283(s), 1256(m), 1224(s), 1125(m), 998(m), 854(m), 821(s), 754(m), 589(m).

實施例2: [Pb(C₁₀H₉N₂O₄)₂]n的制備

步驟A：將0.1mmol 硝酸鉛溶于5mL水中，完全溶解后，置于20mL試管的底層；

步驟B：將5mL體積比為1:1的混合溶劑用注射器緩慢注入步驟A所得溶液的液面上，形成中間層；

步驟C：將0.1mmol N-(2-異丙酸)對羥基苯甲酰腙溶于5mL甲醇中，用堿調節pH值至6-7，用注射器緩慢注入步驟B所得溶液的液面上，形成上層。靜置，擴散反應后，即得N-(2-異丙酸)對羥基苯甲酰腙鉛配合物。

白色固體，產率42%；元素分析(C₂₀H₁₈N₄O₈Pb)（%）：計算值：C 36.97，H 2.77，N 8.63；測量值: C 36.56，H, 2.65，N, 8.96%. 紅外光譜分析(KBr, cm^-1): 3549(w), 3012(w), 2813(w), 2708(w), 1634(vs), 1529(vs), 1501(s), 1418(m), 1378(w), 1294(s), 1252(s), 1214(m), 1191(s), 1022(s), 915(m), 765(m), 633(m). 紫外可見光譜分析(二甲基亞砜), λ_max（nm）:329nm. 熒光光譜分析(nm) = 447nm.

從圖1可以看出，產物的出峰位置和峰強度如下:其中，3620cm^-1處出現尖峰，說明產物結構存在酚羥基，1384cm^-1峰的消失說明合成的配合物中酚羥基質子已失去；1755cm^-1處的振動峰消失，在1529cm^-1和1294cm^-1附近出現了羧基的反對稱伸縮振動峰和對稱伸縮振動峰，表明羧基參與配位。

從圖2可以看出，N-(2-異丙酸)對羥基苯甲酰腙鉛配合物的紫外光譜在329nm處有一強的吸收峰，歸屬于對羥基苯酰胺的π-π*躍遷。

從圖3可以看出，N-(2-異丙酸)對羥基苯甲酰腙鉛配合物的晶體結構參數如下：晶體為單斜晶系，空間群P2₁/c，a = 0.87368(18) nm，b = 1.5020(3) nm，c = 0.91166(19) nm，α = γ = 90°，β =118.201(3)°，Z = 4，V = 1.0543(4) nm³，Dc = 2.692 Mg m^-3，F(000) = 784。在N-(2-異丙酸)對羥基苯甲酰腙鉛配合物的單晶結構中，中心原子鉛為五配位，空間構型呈現扭曲的三角雙錐幾何體，鉛為典型的半球形的配位模式，存在孤對電子效應，即有裸露的活性位點，有利于與菌類物質發生相互作用。

從圖4可以看出，該鉛配合物采用μ₂-η²:η¹螯合僑聯配位模式構筑為一維鏈狀結構。

從圖5可以看出，目標化合物的熱分解過程為兩個階段：第一階段失重發生260 °C~410 °C之間，失重率約為52%，推測在該溫度范圍內化合物主體框架坍塌；第二階段失重發生在410 °C~600 °C，最終參與率32%，推測在該溫度范圍內氫氧化物轉化為氧化物。

從圖6可以看出，以390nm為激發波長，N-(2-異丙酸)對羥基苯甲酰腙鉛配合物的最大發射峰為447nm，顯示該化合物發藍光。

實施例3：N-(2-異丙酸)對羥基苯甲酰腙鉛配合物對腐皮鐮刀菌生成速率的抑制試驗

供試菌種：腐皮鐮刀菌

采用菌體生長速率測定法，將N-(2-異丙酸)對羥基苯甲酰腙鉛配合物在無菌條件下配制成一定濃度的二甲基亞砜溶液，在使用時用磷酸鹽緩沖液稀釋至所需濃度，各吸取1mL溶液注入培養皿內，再分別加入9mL瓊脂培養基，搖勻后制成10, 20, 40, 80 μmol L^-1含藥平板，以添加1mL滅菌乙醇的平板做空白對照。用直徑4mm的打孔器切取菌餅，移至含藥平板，每處理重復三次，將培養皿放在25±1℃恒溫培養箱培養，72小時后測量各處理菌餅擴展直徑，求平均值，與空白對照比較計算相對抑菌率。

其中，

抑制率(%) = [(對照生長直徑-處理生長直徑)/對照生長直徑] × 100% (1)

EC₅₀(理論值) = (a + b)/[(a/EC_50A)+(b/EC_50B)] (2)

SR = EC₅₀(理論值) / EC₅₀(實測值) (3)

上述公式中所指A和B分別代表抑菌的兩個組分，a和b分別代表組分A和B與配合物的摩爾比；EC₅₀指半最大效應濃度，SR指協同作用率。

從表1可以看出，本發明制備的N-(2-異丙酸)對羥基苯甲酰腙鉛配合物，其作為抑菌劑，抑菌效果明顯優于N-(2-異丙酸)對羥基苯甲酰腙和硝酸鉛。從表2不難看出，本發明制備的N-(2-異丙酸)對羥基苯甲酰腙鉛配合物抑菌效果較好，EC₅₀ 僅為7.12mg L^-1。另外，SR ≥ 1.5，結果顯示，N-(2-異丙酸)對羥基苯甲酰腙鉛配合物在抑菌過程中，鉛鹽和酰腙呈協同作用。

實施例4：N-(2-異丙酸)對羥基苯甲酰腙鉛配合物對丹參枯萎病菌生成速率的抑制試驗

供試菌種：丹參枯萎病菌（從丹參病株中提取分離得到）。

采用菌體生長速率測定法，將N-(2-異丙酸)對羥基苯甲酰腙鉛配合物在無菌條件下配制成一定濃度的二甲基亞砜溶液，在使用時用磷酸鹽緩沖液稀釋至所需濃度，各吸取1mL溶液注入培養皿內，再分別加入9mL瓊脂培養基，搖勻后制成10, 20, 40, 80 μmol L^-1含藥平板，以添加1mL滅菌乙醇的平板做空白對照。用直徑4mm的打孔器切取菌餅，移至含藥平板，每處理重復三次，將培養皿放在25±1℃恒溫培養箱培養，72小時后測量各處理菌餅擴展直徑，求平均值，與空白對照比較計算相對抑菌率。

其中，

抑制率(%) = [(對照生長直徑-處理生長直徑)/對照生長直徑] × 100% (1)

EC₅₀(理論值) = (a + b)/[(a/EC_50A)+(b/EC_50B)] (2)

SR = EC₅₀(理論值) / EC₅₀(實測值) (3)

上述公式中所指A和B分別代表抑菌的兩個組分，a和b分別代表組分A和B與配合物的摩爾比；EC₅₀指半最大效應濃度，SR指協同作用率。

從表3可以看出，本發明制備的N-(2-異丙酸)對羥基苯甲酰腙鉛配合物，其作為抑菌劑，抑菌效果明顯優于N-(2-異丙酸)對羥基苯甲酰腙和硝酸鉛。從表4不難看出，本發明制備的N-(2-異丙酸)對羥基苯甲酰腙鉛配合物抑菌效果較好，EC₅₀ 僅為8.25mg L^-1。另外，SR ≥ 1.5，結果顯示，N-(2-異丙酸)對羥基苯甲酰腙鉛配合物在抑菌過程中，鉛鹽和酰腙呈協同作用。