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user: 3. 结果与讨论 3.1. 制备条件及产物波谱学特征 目标产物的制备：采用制备化合物2b的方法(即用DMF作溶剂和碳酸钾作碱)亦可以制备化合物2a，两种实验方法所得产物的产率相差不大，于是我们使用经济环保的水做溶剂，同时亦便于分离产物，尽管化合物1在水中加热亦不溶解，但由于其分子结构中含有可与碱反应的巯基，当加入2倍其物质的量的氢氧化钾后搅拌片刻即可溶解为淡黄色透明溶液，推测可能是巯基发生化学反应生成可溶性的RS - Na + 盐所致，该盐在水中可电离出亲核性较强的亲核试剂RS − ，其可与P-p共轭型亲电试剂RCH 2 + 发生SN2反应生成目标产物，反应需在冰浴下进行，当温度较高时得不到目标产物或产率极低。若制备化合物2b采用制备化合物2a的方法(即用水作溶剂和氢氧化钾作碱)进行，则所得产物产率较低(约只有20%)，要用DMF作溶剂及碳酸钾作碱才能得到相对较好的产率，推测可能是化合物1在DMF溶剂中溶解后于高温下与碳酸钾反应生成RS − Na + 盐，该盐在DMF中溶解度不大，溶液呈现黄绿色，当加入苄溴后，苄溴与溶液中的RS − Na + 盐发生反应生成产物和溴化钠(DMF中溶解度极小)的同时，溶液中的RS − Na + 盐在被消耗掉的同时，沉于瓶底的RS − Na + 盐又可以发生溶解进行补充，直至反应完毕，因此反应过程中始终有未溶解的固体物质，反应结束后将反应体系倒入在水中进行沉淀，主要是为了去除水溶性的有机物杂质和无机盐。 晶体的制备：由于化合物2b在水中不溶解，我们尝试使用了DMF、DMSO、乙酸乙酯-乙醇等多种溶剂进行单晶培养，多次测试可结果均为孪晶，尤其是在加热条件下DMF作溶剂溶解产物为饱和溶液后放置，自然冷析出晶体所需时间最短。尽管我们试图尝试通过改变溶剂体系(单一溶剂或混合溶剂)的方法对化合物2a进行单晶培养，希望能够得到其单晶，遗憾的是目前还没有找到适合化合物2a的单晶培养实验条件。 图2. 化合物2和2b的核磁共振氢谱(左)及红外吸收光谱(右) 产物的波谱学特征：核磁共振氢谱显示，化合物2a分子结构中的亚甲基上氢质子的化学位移值为4.15 ppm，氨基上氢质子的化学位移值为6.43 ppm；化合物2b分子结构中的亚甲基上氢质子的化学位移值为4.50 ppm，较化合物2a分子中的亚甲基质子的化学位移值向低场移动了0.25 ppm，而氨基上氢质子的化学位移值为6.40 ppm，仅较化合物2a分子中氨基质子的化学位移值向低场移动了0.03 ppm，十分接近。核磁共振碳谱显示，化合物2a分子中亚甲基碳的化学位移值为33.0 ppm，而化合物2b分子中亚甲基碳的化学位移值为34.8 ppm，较化合物2a分子中亚甲基碳的化学位移值仅向低场移动了1.8 ppm。红外吸收光谱图显示，在3300~3400 cm −1 之间均能观察到氨基N-H键的伸缩振动吸收峰；化合物2a的红外吸收光谱图1700 cm −1 附近能明显观察到羰基的伸缩振动吸收峰，而化合物2b的红外光谱图中在此附近观察不到羰基的伸缩振动吸收峰。化合物2a和2b的核磁共振氢谱( 1 H NMR)及红外吸收光谱(FT-IR)如图2所示。 3.2. 晶体结构 我们通过改变不同溶剂体系及实验条件的办法对两个目标化合物进行单晶培养，希望能够得到两个目标化合物的单晶，以便进一步了解化合物的空间立体结构，为后续性质研究提供参考，遗憾的是我们仅得到了吡啶-2，6-二(4-氨基-1，2，4-三氮唑-3-硫代亚甲基苯) (化合物2b)的单晶(实为孪晶)。尽管我们通过多次实验或改变不同溶剂体系的方法对化合物2b进行单晶培养实验，包括在DMSO、V 乙醇 :V 乙酸乙酯 为1:5的溶剂等单一溶剂或混合溶剂体系中均能得到晶体，只是在DMF溶剂体系中能快速析出，但是得到晶体都不是理想的单晶，均为孪晶，因而最终偏离因子[I > 2σ (I)]R值较大，但其结构仍能清晰可见。化合物2b晶体结构如图3所示，为使晶体结构清晰可见，忽略氢原子和未标注碳原子，仅标注杂原子，其中A图为晶体结构，B为晶胞堆积图，化合物2b为单斜晶系，P21空间群，每个晶胞中包含8个化合物分子。从晶体结构可以看出，两个氨基均与吡啶环上的氮原子形成分子内氢键，其作用距离分别为0.3088 nm [N(4)-H---N(5)]和0.3073 nm [N(9)-H---N(5)]，十分接近，而两个氨基氮原子之间的距离仅为0.3642 nm [N(4)-N(9)]。两个三氮唑五元环和吡啶环几乎共平面，但是分子末端的两个苯环朝向确相反，一个向里另一个向外，其所在平面之间的夹角仅为3.33˚，几乎平行，两个苯环中心点之间的距离为1.5461 nm。分子中两个硫原子所成的键角分别为97.99˚ [C(7)-S(1)-C(8)]和98.60˚ [C(16)-S(2)-C(17)]，仅相差0.61˚。 图3. 化合物2b晶体结构(A)及晶胞图(B) 相邻分子之间主要通过氢键、p---p堆积以及C-H---p作用，氢键主要发生在氨基与相邻分子的三氮唑环上的氮原子之间，为N-H---N氢键，其构成氢键的两个氮原子之间的距离介于0.3003~0.3086 nm之间；p---p堆积则主要发生在苯环和其相邻分子的三氮唑五元环之间，苯环与三氮唑环上最近碳原子之间的距离为0.3269 nm；而C-H---p作用则主要发生在亚甲基C-H键和相邻分子的苯环之间，亚甲基碳原子至苯环中心点的距离为0.3517 nm。 3.3. 抗菌活性 化合物2a和2b对枯草芽孢杆菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌及白色念珠菌的抑菌活性测试结果如表2、表3所示。初步测试结果表明化合物2a和2b在1000~0.48828125 μg/mL范围内对白色念珠菌和大肠杆菌均具有较好的抑菌活性，其最小抑制浓度MIC值无明显区别，均为0.48 μg/mL，而两个目标化合物对枯草芽孢杆菌和金葡萄球菌均表现出无抑制活性。 Table 2 The antibacterial activity of compounds 2 供试菌株 (strains) 浓度concentration (μg/mL) 1000 500 250 125 62.5 31.25 15.62 7.81 3.9 1.95 0.97 0.48 枯草芽孢杆菌 Bacillus subtilis + ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ 大肠杆菌 Escherichia coli − − − − − − − − − − − − 金黄色葡萄球菌 Staphylococcus aureus + + ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ 白色念珠菌 Candida albicans − − − − − − − − − − − − 表2. 化合物2a的抑菌活性 注：表中“−”表示澄清且无肉眼可见菌落，“+”表示略浑浊且有肉眼可见菌落，“++”表示十分浑浊。 Table 3 The antibacterial activity of compounds 2 供试菌株 (strains) 浓度concentration (μg/mL) 1000 500 250 125 62.5 31.25 15.62 7.81 3.9 1.95 0.97 0.48 枯草芽孢杆菌 Bacillus subtilis + + ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ 大肠杆菌 Escherichia coli − − − − − − − − − − − − 金黄色葡萄球菌 Staphylococcus aureus + + ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ 白色念珠菌 Candida albicans − − − − − − − − − − − − 表3. 化合物2b的抑菌活性 注：表中“−”表示澄清且无肉眼可见菌落，“+”表示略浑浊且有肉眼可见菌落，“++”表示十分浑浊。 从两个目标化合物的分子结构不难看出，其末端基团属于不同类型的取代基，化合物2a的末端基团为亚甲基取代的羧酸酯，而化合物2b的末端基团为亚甲基取代芳烃，从两个化合物的抑菌活性来看，他们对白色念珠菌和大肠杆菌均表现出较好的抑菌活性，而对枯草芽孢杆菌和金葡萄球菌均表现出没有抑制活性，推测其抑菌活性主要来自吡啶-2，6-二(4-氨基-1，2，4-三氮唑-3-硫醚)结构基团，因而该系列化合物及其衍生物具有潜在的应用研究价值。