发明内容

本发明的内容是合成了一种西弗碱，即双吡啶酮腙和N-甲基-3-吲哚甲醛反应生成的西弗碱，系统命名为：3-（（二（吡啶-2-基）亚甲基）腙）甲基）-1-甲基-1H-吲哚，分子式为C₂₁H₁₇N₅；该西弗碱外观呈橙黄色棒状晶体，熔点为170-172℃；结构如下。

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、结构鉴定。

双吡啶酮腙-N-甲基-3-吲哚甲醛西弗碱的元素分析表明，其C、H、N的百分含量分别为74.35%、5.09%和20.66% （理论值分别为74.32%、5.05%和20.63%），分子量为339.402；单晶结构分析表明，其结晶为单斜晶系，P2₁/n空间群，a=7.3653(5) Å，b= 13.3069(11) Å，c= 17.6980(11) Å，α=γ=90°，β= 90°，V=1734.6(2) ų，Z=4，有关的¹HNMR谱、¹³CNMR谱分别见附图1、附图2；单晶结构图和单晶结构堆积图分别见附图3、附图4。

、合成方法。

双吡啶酮腙-N-甲基-3-吲哚甲醛西弗碱有两种合成方法：方法一是以双吡啶酮腙和N-甲基-3-吲哚甲醛为原料，步骤如下。

1)将双吡啶酮腙溶于合适的有机溶剂后，按照一定的物质的量之比加入N-甲基-3-吲哚甲醛，在一定温度下搅拌反应一定时间即可完成。

第一步也可以采用固相反应，即不用有机溶剂，将双吡啶酮腙和N-甲基-3-吲哚甲醛按照一定的物质的量之比混合后在常温下研磨反应一定时间即可完成，所得固体即为目标产物粗产品。

2）若采用液相反应，反应完毕后过滤，待滤液自然挥发，析出的橙黄色棒状晶体即为目标产物；若采用固相反应，则反应完毕用合适的有机溶剂重结晶即可得较纯的目标产物。

方法二是以双吡啶酮和N-甲基-3-吲哚甲醛腙为原料，在合适的有机溶剂中一步完成，步骤如下。

1）将双吡啶酮溶于合适的有机溶剂后，按照一定的物质的量之比加入N-甲基-3-吲哚甲醛腙，在一定温度下搅拌反应一定时间即可完成；若采用固相反应，则不用有机溶剂，二者按一定比例混合后研磨反应一定时间即可完成，所得固体即为目标产物粗产品。

2）若采用液相反应，反应完毕后过滤，待滤液自然挥发，析出的橙黄色棒状晶体即为目标产物；若采用固相反应，则反应完毕用合适的有机溶剂重结晶即可得较纯的目标产物。

以上两种制备方法的区别主要在于反应物不同，但反应原料的摩尔比均介于4:1与1:4之间。

以上两种制备方法中的有机溶剂（包括反应用溶剂或重结晶用溶剂）选自：甲醇、乙醇、乙腈、二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃、丙酮、乙酸乙酯、甲苯、二氧六环等；固相反应时不用有机溶剂，原料之间直接反应，重结晶所用溶剂也可以选自上述溶剂。

优选的,液相反应所述反应温度为常温或加热回流，反应方法为搅拌；固相反应可以在常温下进行，反应方法为研磨。

优选的，所述反应时间选自：0.5－10h。

本发明的有益效果是：能够以比较简单的步骤和反应物合成比较复杂的功能分子材料。

、体外抗肿瘤活性。

将处于对数期生长的小鼠乳腺癌4T₁细胞或人肝癌Hep G2细胞用0.25%胰酶消化，使其成为单细胞，用含10%胎牛血清的F12K培养液制成浓度为1.25×10⁷个/L的单细胞悬液，将细胞接种于96孔培养板中，每孔200μL（每孔2.5×10³个细胞）。将96孔细胞培养板置于CO₂培养箱中，在37℃，5%CO₂条件下，培养48h。

当孔内细胞长满（90%满即可）时，按实验分组加入不同剂量的西弗碱溶液（200μL/孔），使待测化合物的终浓度分别为5μM、10μM、30μM、50μM、100μM，每组设3个复孔，培养96h。

各个孔中分别加入20μL浓度为0.5g/L的MTT，继续培养4h，使MTT还原为甲瓒（Formazan）。吸出全部上清液后，每孔加入200μL的DMSO，震摇15min，使甲瓒充分溶解后，运用酶联免疫检测仪测定490nm处的吸光度（OD值）。然后按照下式进行计算。

细胞抑制率%=（对照组OD值 - 实验组OD值）/ 对照组OD值 ×100%。

测试结果表明，双吡啶酮腙-N-甲基-3-吲哚甲醛西弗碱对小鼠乳腺癌细胞4T₁的IC50（药物的半数抑制浓度）为8.9μM；对人肝癌Hep G2细胞的IC50为7.5μM；对人包皮成纤维细胞HFF-1的抑制率为90.0μM；这表明该西弗碱分子对两种癌细胞均具有很好的抑制效果，与顺铂对两种癌细胞的抑制效果（IC₅₀=3.5μM和4.9μM）相当，而对正常细胞的抑制率较低。

、抑菌活性。

采用滤纸片扩散法测定抑菌效果：将大小相同直径为8mm的圆形滤纸片（每片吸收药液为10微升）浸入浓度为100μg/mL的待测药物的DMSO溶液中，30分钟后取出滤纸片，晾干，每个滤纸片载药量约为1μg，然后将滤纸片放入已经涂布有大肠杆菌或金黄色葡萄球菌的平板中央，在培养皿盖上贴上标签，做好标记，将培养皿放入恒温培养箱中于37℃培养24小时后用游标卡尺测量抑菌圈的直径，并与青霉素钾（浓度为10μg/mL）进行对照。

测试结果表明，双吡啶酮腙-N-甲基-3-吲哚甲醛西弗碱对大肠杆菌/金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径分别为11.0和12.5mm；虽然比青霉素钾的29.0和28.4mm小，但仍有一定的抑菌活性。

、荧光探针和废水处理。

将双吡啶酮腙-N-甲基-3-吲哚甲醛西弗碱配成0.01M的乙醇溶液，将此乙醇溶液分别滴入0.01M的以下21种金属阳离子水溶液中，Ca²⁺、Mg²⁺、Zn²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Pb²⁺、Ba²⁺、Cu²⁺、Cr³⁺、Mn²⁺、Ag⁺、Co²⁺、Ni²⁺、K⁺、Na⁺、Sn⁴⁺、Hg²⁺、Cd²⁺、La³⁺、Sm³⁺、Gd³⁺，只有Zn²⁺、Pb²⁺、Cu²⁺、Mn²⁺、Ag⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Sn⁴⁺、Hg²⁺、Cd²⁺ 10种离子得到了沉淀，把沉淀离心分离后放在365nm紫外灯下观察，只有Cd²⁺生成的沉淀可以用肉眼观察到较强的黄绿色荧光（见附图5）；这说明双吡啶酮腙-N-甲基-3-吲哚甲醛西弗碱可以作为Cd²⁺的特异性荧光探针，检测Cd²⁺的存在。

将0.01M双吡啶酮腙-N-甲基-3-吲哚甲醛西弗碱乙醇溶液，滴入上述21种金属离子的混合溶液中，生成沉淀，离心分离后在365nm紫外灯下观察，也可以用肉眼观察到较强的黄绿色荧光，如果混合金属离子中缺少Cd²⁺，则不能用肉眼观察到荧光（见附图6）；这说明双吡啶酮腙-N-甲基-3-吲哚甲醛西弗碱作为Cd²⁺的荧光探针具有较强的抗干扰性。

进一步的实验表明，将1mL 0.1M双吡啶酮腙-N-甲基-3-吲哚甲醛西弗碱乙醇溶液滴入10mL 0.01M的Cd²⁺水溶液中，反应完毕后，溶液中剩余Cd²⁺的浓度小于10^-4M；这说明双吡啶酮腙-N-甲基-3-吲哚甲醛西弗碱不仅可以作为Cd²⁺的荧光探针对水溶液中的Cd²⁺进行识别，同时，还可以直接对水溶液中的Cd²⁺进行去除，实现了一步法识别和去除水溶液中Cd^{2 +}的目的，简化了操作流程。