杂多酸的合成及抗菌活性有不同的结构

文摘

一个新的无机混合化合物,[{铜(苯酚的)₂}₂(H₄W₁₂O₄₀)、合成和晶体结构决定。Keggin离子H₄W₁₂O₄₀⁴⁻与两个协调单元嫁接{铜(苯酚的)₂},形成一个电中性分子。几个polyoxometalate的抗菌活性化合物与不同的阴离子结构包括新化合物进行了研究。结果表明,化合物1可以抑制的增长粪肠球菌FA2菌株的抗菌活性polyoxometalate化合物与组件依赖的元素POM但是阴离子结构相对较少。

1。指令

杂多酸(盐)已被证明具有生物活性在体外以及在活的有机体内,包括抗癌和抗病毒1),抗菌2,3],antiprotozoal [4,5),和抗糖尿病的活动(6]。酸盐的抗菌活性研究,日本田岛发现几个beta-lactams抗生素的增强耐甲氧西林的抗菌活性金黄色葡萄球菌杂多酸的协同作用下,substituted-type盐低K₇(PTi₂W₁₀O₄₀]6小时₂O K₇[BVW₁₁O₄₀]7 h₂O, [SiFeW₁₁O₄₀]^6/5−和[SiCoW₁₁O₄₀]⁶⁻(XW和lacunary-type酸盐₁₁O₃₉]ⁿ⁻(X = Si、P)和(XW₉O₃₄]ⁿ⁻,并提出了耐药机制7- - - - - -12]。井上等人报道beta-lactam抗生素的抗菌活性的增强,新青二,以杂多酸(K₆[P₂W₁₈18 o_62年]·14 h₂O K₄(单₁₂O₄₀]·3 h₂啊,和K₇(PTi₂W₁₀O₄₀]·6小时₂O)对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)和vancomycin-resistant金黄色葡萄球菌(VRSA)也提出了反应机理13]。Daima等人研究了协同抗菌作用Ag纳米颗粒和酸盐通过细菌细胞的物理伤害(14]。李和他的同事们展示了短肽/ HSiW纳米纤维有抗菌活性的无处不在和临床相关的细菌大肠杆菌(15]。近年来,也有许多报道关于已知的抗菌活性和新polyoxometalate衍生品等细菌大肠杆菌,金黄色葡萄球菌,Paenibacillussp。枯草芽孢杆菌,Clavibacter michiganensis,弧菌sp。假单胞菌putida,幽门螺杆菌,美国沙门氏菌感染,Streptocoque B(美国agalactiae),l .嗜酸的和阿米巴虫3,16- - - - - -34]。在这些报告中,polyoxometalate衍生品的形式简单的无机盐,与各种有机无机混合动力车团体、电影、纳米纤维,等等。然而,这些化合物的抗菌活性根据报告数据并不令人满意。然而,耐多药菌株的出现,部分是由于传统抗生素的滥用证明有迫切需要新的治疗药物。因此,合成和探索新的化合物抗菌活性高的化学家和药理学家仍然是一个挑战性的任务。为了达到这个目标,研究影响抗菌活性的化合物的组成和结构是非常重要的,这将在合成发挥指导作用,探索新的化合物。

这个工作是关于合成一个新的polyoxometalate导数,铜₂(苯酚的)₄(H₄W₁₂O₄₀),研究几个polyoxometalate化合物的抗菌活性与不同的阴离子结构包括新化合物。

2。材料和方法

2.1。材料和一般方法

所有的试剂都购买了商业和使用前未经纯化。元素分析(C、H和N)进行2400年优秀的中文元素分析仪和W和铜icp - aes分析仪。红外光谱得到的麦格纳- 560英尺/红外光谱仪KBr颗粒在400 - 4000厘米⁻¹地区。TG分析DTG-60H热分析仪上进行流动N₂升温速率的10°C·敏⁻¹。SEM图像记录在日立s - 3400 n(日立高新技术欧洲GmbH, Krefeld,德国)。

2.2。合成

(铜的合成₂(苯酚的)₄(H₄W₁₂O₄₀从我们以前的报告)被修改35]:复合1制备的反应(NH₄)₆(H₂W₁₂O₄₀)·3 h₂更易与O (0.1, 0.30 g), CuCl₂2 h₂更易与O (2.0, 0.34 g),邻二氮杂菲(0.5更易,0.099 g)、琥珀酸(0.5更易,0.06 g),和12毫升水。起始混合物是调整pH = 2.0的盐酸,和混合搅拌1 h在空气中。最终的解决方案是转移到25毫升Teflon-lined高压釜对96 h和结晶在160°C。然后,高压蒸汽被冷却的速度10°C·h⁻¹到室温。由此产生的绿色条纹晶体被过滤掉,用蒸馏水洗净,晾干。高质量晶体是密封结构确定和进一步鉴定。元素分析计算的C₄₈H₃₂铜₂N₂O₄₁W₁₂(先生12.7619 = 3710)1.00 C, H, 2.48 N, O 20.68,铜3.38、1.10,P W 58.60 (%);发现:1.10 C, H 12.39, 2.41 N, O 20.56,铜3.39,P 1.09, 59.05 W (%)。红外(KBr颗粒,厘米⁻¹):3500,3082,2370,2298,2109,1994,1628,1597,1524,1335,1231,1085,948,781,750,708,667,593,530厘米⁻¹。

化合物2 - 6准备按照参考文献的方法。(36- - - - - -39红外光谱仪和TGA)和特征。

2.3。x射线晶体学

化合物的x射线衍射数据1收集在一个力量智能顶点II和石墨单色莫K衍射仪吗α辐射(λ73 = 0.710)在293 Kω扫描(表1)。应用断层吸收修正。结构解决了直接由全矩阵最小二乘方法和精制F²使用SHELXTL晶体软件包(40]。碳原子上的氢原子的位置计算理论上。晶体化合物的数据和结构改进1展示在表1。Cu-O和Cu-N债券长度表中列出2。ccdc - 14876641为本文包含补充晶体数据。这些数据可以获得免费的从剑桥晶体数据中心通过http://www.ccdc.cam.ac.uk/data_request/cif。

2.4。抗菌实验

所有的分离菌株都通过对选择性盐琼脂集落形成含有苯唑西林6毫克/毫升的盘子。所有菌株都存储在−80°C,经常生长在37°C。金黄色葡萄球菌(YB57),粪肠球菌(FA2和FA3)肠球菌都有效(SA2和SA3)菌株培养在脑心浸液肉汤(BHI),金黄色葡萄球菌(USA300),鲍曼不动杆菌(ABC3),链球菌引起的肺炎(SP)在Luria-Bertani培养(磅)的媒介。杂多酸是检测他们对八个不同的菌株的抗菌活性的观察OD文化传媒的价值。简单地说,细菌细胞在无菌PBS清洗和resuspended,菌落数决定。不同的金属被添加到细菌悬液(最终浓度,1毫克/毫升),混合是孵化一夜之间在37°C。菌落数决定。酶活性在体外被表示为降低CFU。消极的控制,菌株治疗与洗脱缓冲在相同条件下。表中列出的结果3。

2.5。扫描电子显微镜

扫描电子显微镜(SEM)进行评估的活动不同杂多酸菌株在体外。的金黄色葡萄球菌菌株USA300种植的指数增长阶段(OD 600海里值0.6)在BHI肉汤37°C用颤抖的在200 rpm。收集细菌和洗了三次(5000×g为1分钟4°C)和PBS。不同的配方分别添加到金黄色葡萄球菌停课。细菌溶菌产物被离心收获(1分钟1100×g)在不同的时间点。然后,细菌溶菌产物与戊二醛固定,脱水和SEM冻干。

3所示。结果与讨论

3.1。晶体结构的1

化合物的不对称单元1由一个Keggin阴离子(H₄W₁₂O₄₀]⁶⁻,两个铜^{2 +}离子,和四个苯酚的分子。[H₄W₁₂O₄₀]⁶⁻阴离子(图1)包含四个edge-shared W₃O₁₃单位,通过corner-shared联系结合在一起。言债券可以分为三组:所言_t(终端氧原子)距离为1.683(12)-1.740(12),所言_b(桥氧原子)距离为1.847(12)-2.010(14)和所言_c(中央氧原子)距离为2.174 -2.396 (12)(13)。也就是说,我们₆正八面体都是扭曲的。Keggin阴离子作为双齿配体结合两个铜^{2 +}氧离子(Cu1和忍耐力终端原子和一个氧原子的桥梁。一个言_t邦德细长(1.740(12))由于协调终端氧原子的铜离子。这样一个POM阴离子也称为装饰Keggin阴离子(图1),非常类似于装饰我们先前报道35]。

两个铜^{2 +}离子都是five-coordinated。Cu1离子显示在一个正方形棱镜几何,Cu2离子的几何最好被描述为三角形双锥体。供体原子成键与螯合铜离子来自两个苯酚的分子协调模式和Keggin离子,形成一个复杂的片段{铜(苯酚的)₂}^{2 +}(图1)。Cu-O和Cu-N债券长度表中列出2。如表所示2、长期债券属于原子在轴向站点Cu1,三角形平面的忍耐力(图S1水晶),造成他们的环境。Devi et al。41]报道了类似的集群[{铜(苯酚的)2}2 (H2W12O40)]^2·̶在[{铜(苯酚的)2}4 {H2W12O40}][{铜(苯酚的)2}2 {H2W12O40}]·3 h2o,哪一个铜离子six-coordinated,不同于这个新化合物。中性分子组装成三维结构氢键(表S2),分子间相互作用力(图S2)。

3.2。描述的1

红外光谱(图S3)1显示了CH的振动吸收带债券在3080厘米⁻¹和苯酚的环的碳碳和c债券1614 - 1137厘米⁻¹。化合物的振动吸收带1在952、877、846和740厘米⁻¹应该归因于所言的不对称拉伸振动_d,所言_b- w,言_c- w键,分别符合,在裁判。42]。的TG曲线1如图S4。复合1是稳定的400°C以下,然后分解到600°C。20.17%的体重和计算是一致的(2 h为20.38%₂O和4苯酚的),确认化学公式获得元素分析和结构分析。

3.3。抗菌活性的1 - 6

的化合物1 - 6用于抗菌实验可分为四种类型。1和2用邻二氮杂菲是无机混合动力车,3是一个mono-substituted Keggin-type复合钛原子占据了十二个网站之一。4是一个复杂的mono-lacunaria林奎斯特阴离子和镧系元素。5和6复合物的mono-lacunaria Keggin阴离子和镧系元素。从表3,可以看出,(1)的新化合物1只活跃的细菌菌株FA2。(2)钼的化合物,2,有一个更广泛的抗菌谱比钨(1,3,4,5,6)。(3)阴离子结构对抗菌活性的影响不大。(4)与铈元素的化合物(4,6)比其他人更好的抗菌活性。

SEM技术被用来探索杂多酸与菌株之间的相互作用。SEM图像(图2)的表面形态金黄色葡萄球菌菌株USA300未经处理(图2(一个))和处理3,4,5,6(数据2 (b)- - - - - -2 (e))。从图2可以看到,它的表面形态金黄色葡萄球菌菌株USA300对待杂多酸(数字2 (b)- - - - - -2 (e))改变了显然比未经处理的一个(图2(一个))从光滑球状形式龟裂扁球。表面形态的变化的程度表明杂多酸的抗菌活性。因此,一系列的活动杂多酸根据图了2,4≈6>5>3。也就是说,与铈元素化合物(4,6比别人有更好的抗菌活性。

4所示。结论

金属的生物活性已被多年但仍有很大空间去探索。这一工作成果的金属包括新的化合物的抗菌活性表明,抗菌活性的化合物与组件元素相对比与阴离子的结构,这意味着探索抗菌材料应该关注元素的选择。

在这部作品中,与Ce元素化合物具有更好的抗菌活性。因此,合成化合物与其他镧系元素和其他化合物与铈元素和检查他们的抗菌活性以及探索Ce化合物的反应机理需要进一步调查。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的结果包括在本文中。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

作者的贡献

Jingmin顾和本文Lei张同样的贡献。

确认

这项工作得到了国家自然科学基金(81501423)和吉林大学白求恩项目(2015223)。我们也想给我们特别感谢Sadeeq ur拉赫曼博士从大学的兽医学和畜牧业,阿卜杜勒·瓦利汗大学马尔丹,巴基斯坦,慷慨地提供肠球菌都有效菌株(SA2和SA3)链球菌引起的肺炎应变(SP)。

补充材料

图S1:协调铜离子的几何图形;图S2:堆积的代表1从三个方向(A)一个设在,(B)b设在和(C)c设在;图S3:红外光谱1;图S4: TG的情节1在0量600°C;表S1:言债券长度(A);表S2: CH···O氢键1。(补充材料)

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