4-咪唑苯甲酸合鎂配合物的合成及其生物活性*

韓絲銀，宋文東，郭 健，紀麗麗，谷長生

(1.廣東海洋大學 a.食品科技學院;b.理學院,廣東 湛江 524088；2.浙江海洋學院 a.石化與能源工程學院;b.食品與醫藥學院，浙江 舟山 316000；3.東華大學 環境科學與工程學院，上海 201620)

·研究論文·

4-咪唑苯甲酸合鎂配合物的合成及其生物活性*

韓絲銀1a，宋文東2a，郭 健2b,3，紀麗麗3，谷長生1b

(1.廣東海洋大學 a.食品科技學院;b.理學院,廣東 湛江 524088；2.浙江海洋學院 a.石化與能源工程學院;b.食品與醫藥學院，浙江 舟山 316000；3.東華大學 環境科學與工程學院，上海 201620)

以4-咪唑苯甲酸和硝酸鎂為原料，利用水熱法合成了一種新型的金屬鎂配合物[Mg(C10H11N2O4)2(1)]，其結構經X-單晶衍射表征。1屬六配位，單斜晶系，P2(1)/c空間群，晶胞參數a=12.194(3)?，b=10.943(3)?，c=7.915(2)?，β=97.043(6)°，V=1048.1(5)?3，R1=0.0842,wR2=0.1939。生物活性測試結果表明：1能降低馬氏珠母貝的死亡率，增強馬氏珠母貝外套膜上堿性磷酸酶酶活，對大腸桿菌、沙門氏菌和副溶血弧菌有較強的抑制作用。在用藥量為312μg·mL-1時，1對三種菌的MIC分別為625μg·mL-1,625μg·mL-1和312μg·mL-1。

4-咪唑苯甲酸鎂；配合物；合成；生物活性

馬氏珠母貝是我國主要的海水育珠貝[1]，近年來，為了不斷提高所育珍珠的價值，諸多學者對馬氏珠母貝外套膜中與珍珠形成密切相關的堿性磷酸酶(ALP)進行了大量研究。結果表明，ALP酶活性會因環境中金屬離子的不同及其濃度的不同而產生較大差異，尤其是Zn2+和Mg2+對ALP酶活性的影響更為顯著[2-5]，但是未發現有含鎂金屬配合物對ALP酶活性影響的文獻報道。而海水環境中有常見的三種細菌(沙門氏菌、大腸桿菌和副溶血弧菌)，其大量生長會嚴重阻礙馬氏珠母貝的正常代謝，導致死亡率升高。因此不斷的提取合成有生物活性的化合物，并研究其對馬氏珠母貝外套膜ALP酶活性影響以及抑菌性能，降低馬氏珠母貝的死亡率，積極促進它的育珠過程有十分重要的意義。

咪唑及其衍生物的金屬配合物具有獨特的光學性質、磁性、催化和生物活性,而且具備復合高分子的特點,在應用新材料、分子識別和超分子自組裝等方面有廣闊的應用前景[6-10]。設計合成具有多種功能性、結構新穎的金屬配合物成為近年來超分子配位聚合物研究領域內的熱點之一。目前關于4-咪唑苯甲酸的金屬配合物與生物活性的研究尚少，筆者在耿文倩[11]對4-咪唑苯甲酸有機錫配合物研究的基礎上，以4-咪唑苯甲酸和硝酸鎂為原料，利用水熱法合成了一種新型的金屬鎂配合物[Mg(C10H11N2O4)2(1)]，其結構經X-單晶衍射表征。并研究了1的生物活性。

1的合成，為進一步深入研究4-咪唑苯甲酸與不同金屬進行配位后配合物的生物活性提供一定的參考。

1 實驗部分

1．1 儀器與試劑

UV-1800型紫外可見分光光度計；Bruker Smart 1000CCD型單晶衍射儀。

4-咪唑苯甲酸，濟南恒化科技有限公司；硝酸鎂，廣州化學試劑廠；馬氏珠母貝，湛江市徐聞縣；ALP測定試劑盒，南京建成生化有限公司；其余所用試劑均為分析純。

1．2 1的合成

在反應瓶中加入4-咪唑苯甲酸37.6mg(0.2mmol),硝酸鎂51.3mg(0.2mmol)和水15mL，攪拌使其溶解;用20%氫氧化鈉溶液調至pH 7.0，超聲震蕩25min得溶液A。

在25mL內襯聚四氟乙烯的不銹鋼反應釜內加入溶液A，置程序控溫干燥箱中，設定3個反應階段:(1)3h內將溫度升至150℃;(2)于150℃晶化96h；以5℃·min-1速率降至室溫。開釜,過濾,濾餅干燥得無色片狀晶體1，收率47%。

1．3 晶體結構測定

將1(0.33mm×0.28mm×0.22mm)置單晶衍射儀上，采用石墨單色化MoKα射線(λ=0.71073?)，在296.2K下，以ω掃描方式，根據晶體的類別、大小和衍射強度等設定衍射實驗時所需時間，在219°～27.47°內收集衍射點數據。

晶體結構分析在PC上用SHELX97(Sheldrick,2008)程序系統完成。1的衍射強度數據經Lp因子和經驗吸收校正，采用直接法，并經數輪差值Fourier合成，找到全部非氫原子，對全部非氫原子及各向異性熱參數進行全矩陣最小二乘法修正，H2O上的氫原子由差值Fourier合成法得到，其它氫原子坐標采用幾何加氫法得到。

1.4 馬氏珠母貝死亡率的測定

挑選完整、規格均勻、閉殼肌有力的馬氏珠母貝個體，剔除附著生物，采用課題組研制的室內循環系統[12]進行養殖。每個缸放養30只貝，用打氧機充入足夠的氧氣，每天8點～18點投喂螺旋藻粉。低劑量組每天添加250mg的1，高劑量組每天添加500mg的1，不添加1的劑量組為對照組，每半個月換一次海水，每10天對各組的死亡率進行檢測計算。

1．5 對馬氏珠母貝外套膜ALP酶活力的測定

以去離子水為溶劑，配制c為(10，15，20，25，30，40，50，60)μg·mL-1的溶液。取8份生長狀況相同的馬氏珠母貝外套膜組織0.5g，分別將其浸泡在上述溶液中30min。取出組織加入少量冷生理鹽水，勻漿，離心，取上清液稀釋成1%的組織勻漿上清液，用ALP測定試劑盒測定其ALP酶活力。

1．6 抑菌活性測定

通過酶標儀法[13-14]測定細菌的生長曲線以評價1對大腸桿菌、沙門氏菌和副溶血弧菌的抑制活性。

(1)菌種活化：在燒杯中加入牛肉膏5.0g，蛋白胨10.0g及蒸餾水50mL，加熱攪拌使其完全溶解得溶液B；在鋁鍋中加入蒸餾水500mL，攪拌下加入溶液B和氯化鈉5g，邊加熱邊攪拌調至pH 7.2，置于滅菌鍋內于121℃滅菌30min。在無菌條件下，將斜面保藏的菌種在超凈工作臺里連續轉接兩次，取活化后的新鮮菌液離心棄去營養肉湯，用磷酸緩沖液依次做10倍梯度稀釋，取c為1．0×108CFU·mL-1菌懸液備用。

(2)紫外-可見區吸收曲線掃描：用適量的DMSO溶解15mg，以空白溶劑作為參比，在200nm～800nm掃描。

(3)96孔板-菌懸液的準備及OD值的測定：取相同生長期的3種受試菌(大腸桿菌、巴氏桿菌、副溶血弧菌，c為1．0×108CFU·mL-1)各10μL，分別加到250μL含有不同濃度樣品的NB溶液中混勻，然后轉移到96孔板上，以僅含液態培養基作為參比，以相同體積不含樣品的菌懸液作為空白對照，用酶標儀在600nm處連續測定其吸光值(OD)。測定后用保鮮膜將96孔板封好，罩上錫箔紙，防止培養過程中水分蒸發和外界污染，于37℃培養箱中培養，每隔2h測定并記錄菌懸液的OD，直至細菌生長達到穩定期[15-16]。

2 結果與討論

2．1 晶體結構

1的分子結構見圖1，主要的鍵長和鍵角見表1。從圖1可見，1為單核六配位結構，中心鎂離子分別與兩個咪唑苯甲酸配體中咪唑基N原子相配位，其他四個配位鍵由配位水占據，配體通過氨基氮原子參加配位，1通過分子間的氫鍵以及π-π堆積作用將其連接成了一個三維超分子網狀結構。

圖1 1的分子結構圖Figure 1 Molecular structure of 1

表1 1的部分鍵長和鍵角Table1 Selected bond lengths and angles of 1

晶體結構解表明，1屬六配位，單斜晶系，P2(1)/c空間群，晶胞參數a=12.194(3)?，b=10.943(3)?，c=7.915(2)?，β=97.043(6)°，Z=2，V=1048.1(5)?3，R1=0.0842,wR2=0.1939。

2．2 生物活性

(1)1對馬氏珠母貝死亡率的影響

1對馬氏珠母貝死亡率的影響見圖2。由圖2可以看出，添加1的馬氏珠母貝死亡率，比對照組明顯降低，且高劑量組的死亡率低于低劑量組。由此可見，1可以有效降低室內循環系統養殖馬氏珠母貝的死亡率，通過進一步的活性試驗我們可以初步探究其作用機理。

Time/d

c/μg·mL-1

(2)1對馬氏珠母貝外套膜ALP酶活力的影響

1對馬氏珠母貝外套膜ALP酶活力的影響見圖3。由圖3可見，在一定的試驗范圍內，1對馬氏珠母貝外套膜ALP酶活力有顯著的增強作用，當c<30μg·mL-1時，隨著c的增加，酶活力都呈顯著增強趨勢，在c為30μg·mL-1時達到最大值(192.66%);當c>30μg·mL-1時，隨著c的增大，酶活力急劇下降，而具體作用機理還有待于進一步的研究。

Time/h Time/h Time/h

(3)抑菌活性

1的抑菌活性見圖4。從圖4可見，含有1的受試菌的生長與空白對照組比較，皆受到不同程度的抑制，并且c(1)的升高，三種菌的光密度值相對空白對照組越來越低，即生長受到的抑制越來越嚴重。1對三種菌菌表現出較強的抑菌活性，當c為625μg·mL-1時，能夠完全抑制大腸桿菌和沙門氏菌生長；當c為312μg·mL-1時，能夠完全抑制副溶血弧菌生長，即1對三種菌的MIC分別為625μg·mL-1，625μg·mL-1和312μg·mL-1。

3 結論

利用水熱合成法合成了一種新型的化合物4-咪唑苯甲酸合鎂(1)。1呈現為單核六配位結構，每分子中含有兩個4-咪唑苯甲酸配體，配體通過氨基氮原子參加配位。在室內循環系統養殖中，1可以有效降低馬氏珠母貝的死亡率，主要是由于1的溶液對馬氏珠母貝外套膜ALP酶活性有顯著的增強作用，當用藥量為30μg·mL-1時，ALP酶活性可高達原來的192.66%，對大腸桿菌、沙門氏菌和副溶血弧菌有較強的抑制作用，MIC分別為625μg·mL-1，625μg·mL-1和312μg·mL-1。

藥物進入到生物體內后可以影響生物體一系列復雜的生理活動，本文初步探究了1對海洋生物馬氏珠母貝的生理活性影響，為更多新型金屬配合物的合成、活性研究以及新型海洋生物免疫增強藥物研究提供了理論依據。

[1] 曹占旺，王大鵬，甘西.馬氏珠母貝及海水珍珠的研究進展[J].2009,40(12):1618-1622.

[2] 廖金花,陳清西.金屬離子對鮑魚堿性磷酸酶活力的影響[J].廈門大學學報,(自然科學版),2004,B08:12-15.

[3] 趙欣平,舒暢,楊芳,等.金屬離子和脲對白蠟蟲堿性磷酸酶的影響[J].昆蟲學報,2002,45(3)：318-322.

[4] 劉存岐,王安利,王維娜,等.海水中幾種金屬離子對中國對蝦幼體體內堿性磷酸酶和ATPase的影響[J].水產學報,2001,4(25):298-303.

[5] 黃毅,唐云明.金屬離子有機溶劑對黃鱔堿性磷酸酶的影響[J].安徽農業科學,2008,20:8513-8515.

[6] White D M,Sormenberg J．Oxidation of triarylimidazoles.Structures of the photochromic and piezochromie dliners of triarylimidazyl radiealsl[J].J Am Chem Soe,1966,88(16):3825-3829.

[7] Wang Y T,Tang G M,Wei Y Q,etal.Two new nonlinear optical and ferroelectric three-dimensional metal-organic frameworks with an sqp-net[J].Cryst Growth Des,2010,10:25-28.

[8] Robson R,Abrahams B F,Batten S R,etal.Supramolecular architecture,Bein,T.,Ed.,ACS Symposium Series 499:AmericanChemical Society:Washington,DC,1992;Chapter 19.

[9] Zhuang J Z,Seino H,Mizobe Y．Crystal structure and magnetic properties of an octacyanom etalate-based three-dimensional tungstate(V)manganese(II)bimetallic assembly[J].Inorg Chem,2000,39:5095-5101．

[10] 山本明夫著,陳惠麟,陸熙炎譯.有機金屬化學:基礎與應用[M].北京:科學出版社,1997.

[11] 耿文倩.唑類苯甲酸有機錫配合物的設計合成及性質研究[D].安徽：安徽大學，2011.

[12] 宋文東,紀麗麗,劉娟花等.一種室內馬氏珠母貝育珠裝置[P].CN 202035381U，2011．

[13] 陳默,王志偉,胡長鷹,等.酶標儀法快速評價香蘭素的抑菌活性[J]．食品與發酵工業，2009,35(5):63-66.

[14] Rehab Amin,Barbara Krammer,Nora Abdel-Kader,etal.Antibacterial effect of some benzopyrone derivatives[J].European Journal of Medicinal Chemistry,2010,45(1):372-378.

[15] Fan R Z,Li S J，Song W D，etal.Diaquabis(5-carboxy-2-propyl-1H-imidazole-4-carboxylato-j2N3,O4)-nickel(II)tetrahydrate[J].Acta Cryst Section E66,2010：897-898.

[16] Li S J,Liu J H,Song W D,etal.Diaquabis(5-carboxy-2-propyl-1H-imidazole-4-carboxylato-k2N3,O4)cadmium(II)3.5-hydrate[J].Acta Cryst Section E66,2011：1175-1176.

SynthesisandBiologicalActivitiesofMetalMagnesiumComplexwith4-ImidazoleBenzoicAcid

HAN Si-yin1a, SONG Wen-dong2a，GUO Jian2b,3, JI Li-li3, GU Chang-sheng1b

(a.College of Food Science and Technology;b.College of Science,1．Guangdong Ocean University,Zhanjiang 524088,China;a.College of Petrochemical and Energy Engineering;b.College of Food and Medical,2.Zhejiang Ocean University,Zhoushan 316000,China；3.College of Environmental Science and Engineering,Donghua University,Shanghai 201620,China)

A novel magnesium complex[Mg(C10H11N2O4)2(1)] was synthesized by reaction of 4-imidazole benzoic acid with magnesium nitrate by hydrothermal synthesis method.The structure was characterized by single-crystal X-ray diffraction．1belongs to hexa-coordinate,crystallizes in the monoclinic system，space groupP2(1)witha=12.194(3)?，b=10.943(3)?，c=7.915(2)?，β=97.043(6)°，V=1048.1(5)?3，R1=0.0842,wR2=0.1939．The biological activities tests showed that 1can reducepinctadamartensii’smortality，enhance alkaline phosphatase enzyme activity in the pallium of pinctada martensii and have strong inhibitory effect onescherichiacoli,salmonellaandvibrioparahaemolyticus，MIC were 625μg·mL-1,625μg·mL-1and 312μg·mL-1,respectively.

4-imidazole benzoic acid magnesium;complex;synthesis;biological activity

2013-01-16;

2014-05-26

廣東省自然科學基金資助項目(S2012020011054)

韓絲銀(1991-)，女，漢族，碩士研究生，主要從事海洋生物活性資源利用化學的研究。

宋文東，教授，博士生導師，E-mail:songwd60@163.com

O614．22

A

1005-1511(2014)04-0459-04