稀土与诺氟沙星衍生物的配位反应及其抗菌活性

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　　摘要 合成4种稀土-苄基诺氟沙星配合物，考察配合物的抑菌性能，发现配合物比配体的抗菌能力有所加强。
　　关键词 稀土离子；诺氟沙星衍生物；配位反应；抗菌活性
　　中图分类号：TQ465 文献标识码：B 文章编号：1671-489X(2011)18-0130-02
　　Coordination Reaction and Antibacterial Activity of Rare Earth with Norfloxacin Derivative//Sun Lu, Xu Rongfang, Chen Changyun, Chen Quanzhan, Shi Mei
　　Abstract Four complexes of rare earth with benzyl Norfloxacin were synthesized. The antibacterial activity of complexes was investigated. It was observed that the complexes have stronger antibacterial activity than free ligand.
　　Key words rare earth ions; norfloxacin derivative; coordination reaction; antibacterial activity
　　Author’s address School of Biochemical and Environmental Engineering, Nanjing Xiaozhuang University, Nanjing, China 211171
　　
　　1 前言
　　目前稀土元素的应用蓬勃发展，已扩展到科学技术的各个方面，尤其现代一些新型功能性材料的研制和应用，稀土元素已成为不可缺少的原料。稀土离子作为一类非生物必需元素，稀土元素具有重要的药用价值和生物意义，研究稀土离子与诺氟沙星衍生物的相互作用对了解稀土离子的结构和性质有重要意义。
　　诺氟沙星及其衍生物具广谱抗菌作用，尤其对需氧革兰阴性杆菌的抗菌活性高，对多重耐药菌亦具抗菌活性。对青霉素耐药的淋病奈瑟菌、流感嗜血杆菌和卡他莫拉菌亦有良好抗菌作用。诺氟沙星为杀菌剂，通过作用于细菌DNA螺旋酶的A亚单位，抑制DNA的合成和复制而导致细菌死亡。但是同样也存在一些不良反应，如腹部不适或疼痛、腹泻、恶心或呕吐、头昏、头痛、嗜睡或失眠、过敏反应（皮疹、皮肤瘙痒）等。研究诺氟沙星及其衍生物的配位性质对抗菌药物的结构改性及其生物活性改进具有一定参考价值。
　　本研究用本实验室前期工作中合成的诺氟沙星衍生物作为配体，与几种稀土离子反应制得配合物. 用红外光谱对合成的配合物进行结构表征，比较配合前后抗菌性能的变化。
　　2 实验部分
　　2.1 主要试剂与测试仪器
　　配体诺氟沙星衍生物（本实验室前期合成）；稀土元素的硝酸盐（六水合硝酸镝，六水合硝酸钕，六水合硝酸钇，六水合硝酸镧）和丙酮等均为市购分析纯试剂；红外光谱测试采用Nicolet 5700傅立叶红外光谱仪；SWCJ-A型超净工作台（苏州净化仪器设备厂）；GSP-9050 MBE型恒温培养箱（上海博迅医疗设备厂）；立式蒸汽灭菌锅（上海博讯实验有限公司）；菌种包括枯草杆菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌、沙门氏菌共5种。
　　2.2 配合物的制备
　　分别称取20 mg诺氟沙星衍生物（结构式见图1）和稀土元素的硝酸盐于小烧杯中，加入3 ml丙酮溶解诺氟沙星衍生物，3 ml水溶解稀土元素的硝酸盐。溶解后混合，用0.1 mol/L的氢氧化钠调节pH值保持在6左右（保持溶液澄清）加热搅拌1小时，在超声波清洗器上震荡5分钟，过滤，取上层清液置于小烧杯中，保鲜膜封顶，用针在保鲜膜上插几个小洞，使其缓慢结晶。
　　2.3 诺氟沙星衍生物及其配合物的抑菌测试
　　配固体培养基。准备培养皿，洗净烘干再用报纸包好灭菌；用滤纸制成大小一致的小圆纸片，放入一个培养皿灭菌。配制络合物浓度分别为5 μg/ml、10 μg/ml的试剂，在超净台下用500 μg/ml的母液和无菌水配制，分别装入试管，再加入灭菌后的小滤纸片。将灭菌后的培养基在超净台下倒入培养皿，等其凝固后用移液枪吸0.1 ml菌液吹入培养皿，用涂布棒涂满整个培养皿；待其渗入后，用镊子夹取浸染药品的小滤纸片放在培养基上；一个培养皿放2～3片，然后将其放入恒温箱37 ℃培养24 h；24 h后取出，用千分尺测量抑菌圈的大小。
　　3 结果与讨论
　　3.1 配合物的红外光谱
　　用KBr压片法测得4种配合物的红外特征吸收基本相似，表明配合物有类似的配位结构。配合物红外谱图与配体的谱图相比发生较大变化。配体的-C=O红外光谱振动吸收峰在1 725 cm-1、1 684 cm-1、1 628 cm-1，在镝的配合物中移到1 637 cm-1处，镧的配合物中移到1 641 cm-1处，钇的配合物中移到1 721 cm-1、1 632 cm-1处，说明羧基与稀土离子配位后，由于金属离子配位，C=O的振动向低波数移动。
　　3.2 配体及其配合物的抗菌性能
　　配体及其配合物的抗菌性能数据见表1。在浓度为50 μg/ml、25 μg/ml、12.5 μg/ml、6.25 μg/ml 4个浓度条件下，配体及其配合物全部不长菌（数据略）。故改小浓度，继续培养观察，发现在3 μg/ml浓度下，配体除了对枯草杆菌有抑制作用外，对其他细菌都不能抑制其生长，而配合物仍然有很好的抑菌能力。说明配位后，由于稀土离子与配体的协同作用，抑菌作用加强了。
　　4 结论
　　本文通过溶液挥发法合成诺氟沙星衍生物与4种稀土元素的金属配合物，通过红外光谱对配合物的结构进行表征，并应用抑菌圈法测量配体及其配合物的抑菌性能。发现配位后，配合物的抑菌能力进一步增强，研究结果对新型氟喹诺酮抗菌剂的设计有一定的启示意义。
　　参考文献
　　[1]施梅,陈昌云,陆国飞.微波辐射下诺氟沙星衍生物的合成[J].南京晓庄学院学报,2010,26(6):50-53
　　[2]丁玉洁,高建纲,刘荣梅.双（吡啶-2-甲醛）缩对苯二胺稀土配合物的合成及抑菌活性[J].化学世界,2010,51(9):513-515
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