Антибиотики-аминогликозиды. Антибиотики аминогликозиды в 1944 г американским ученым З. А

• Название: Антибиотики аминогликозиды в 1944 г американским ученым З. А
• Анкор: Антибиотики-аминогликозиды
• Дата: 10.06.2022
• Размер: 261.11 Kb.
• Имя файла: ANTIBIOTIKI_AMINOGLIKOZIDY_16.pdf
• Тип: Документы; #584067

229
Антибиотики аминогликозиды
В 1944 г. американским ученым З.А. Ваксманом с сотрудниками был открыт стрептомицин, являющимся, одним из наиболее ценных антибиотиков.
Важнейшим обстоятельством, обусловившим интенсивное изучение стрептомицина и выдвинувшим его в число чрезвычайно важных антибиотиков, явилось установление высокой активности стрептомицина по отношению не только к грамположительным, но также и к грамотрицательным и кислотостойким бактериям, что выгодно отличает его от пенициллина.
Особенно эффективным оказалось применение стрептомицина для лечения различных форм туберкулеза, возбудитель которого не поддавался воздействию со стороны многих других химиотерапевтических средств, в том числе и антибиотиков.
Наряду с высокой эффективностью при лечении многих заболеваний стрептомицин как химиотерапевтическое средство имеет ряд существенных недостатков, главным из которых являются сравнительно высокая токсичность и быстрое привыкание к нему микроорганизмов, т.е. образование резистентных форм.
Стрептомицин значительно устойчивее пенициллинов не разрушается при кратковременном воздействии кислот и щелочей. При гидролизе водными растворами кислот он распадается на два вещества: стрептидин и стрептобиозамин. Стрептидин представляет собой оптически недеятельное сильное двукислотное основание, производное циклогексана, или спирт инозит, содержащее две гуанидиновые группировки и четыре гидроксила и, следовательно его можно назвать как 1,3-дигуанидино-2,4,5,6- тетрагидроксициклогексан. Он способен образовывать гидрохлорид, сульфат и др. соли. В ходе синтеза стрептидина выяснено, что ему соответствует транс-конфигурация каждого заместителя.
Стрептобиозамин представляет собой своеобразный дисахарид (биозу), содержащий N-метильную группу. В свою очередь эта биоза состоит из двух

230 моноз: пентозы, получившей название стрептозы, впервые обнаруженной в природе, и гексозы – N-метилглюкозамина, причем обе монозы имеют редкую для природных сахаров L-конфигурацию. Остаток стрептобиозамина присоединен
-гликозидной связью через глюкозидный атом остатка стрептозы к 4 атому стрептидина.
Стрептидин и стрептобиозамин не обладают антибактериальной активностью, в то время как стрептомицин является эффективным антибиотиком.
В медицинской практике применяется стрептомицина сульфат.
Свойства. Порошок или пористая масса белого цвета, без запаха, слегка горького вкуса, гигроскопичен, легко растворим в воде, практически не растворим в этаноле, хлороформе, эфире.
Он устойчив к действию света и воздуха в слабокислой среде, но легко разрушается под действием кислот и щелочей при нагревании.
Растворы стрептомицина сульфата должны иметь рН 3-6 и не подвергаться нагреванию.
Подлинность. 1. Характерной и специфической химической реакцией на стрептомицины является мальтольная проба, основанная на том, что препараты при нагревании с разбавленной щелочью разлагаются с
O
C H 3
C
H O
O
O
O
H
H
O H
H
H
H
O H
H
N H
O H
N H
C
N H 2
N H
C
N H
N H 2
H
H O
C H
2
O H
H
H
O
N H
O H
C H 3 2
3 H
2
S O
4 1
2 3
4 5
6 1
2 3
4 5
1 2
3 4
5 6
Streptomycin Sulfate, Стрептомицина сульфат

231 образованием мальтола; при добавлении к полученному соединению 1% раствора железо-аммониевых квасцов в 1 моль/л растворе H
2
SO
4
образуется фиолетовое окрашивание. (Эта реакция указывает на наличие стрептозного остатка, из которого образуется мальтол; для образования мальтола необходимо присутствие альдегидной группы стрептозы; при этом происходит дегидратация и изомеризация. Поэтому дигидрострептомицин не обнаруживают этой реакцией.
2. Для обнаружения стрептидина используют реакцию Сакагуши или
Сакагучи, которую дают все гуанидиновые производные. Для этого к раствору препарата добавляют 0,5 н. NaOH и этанольный раствор -нафтола.
После добавления нескольких капель свежеприготовленного 5% раствора натрия гипобромида возникает интенсивное фиолетово-красное окрашивание. При этом происходит процесс окисления и бромирования - нафтола с образованием нафтохинонимина.
O
H
C
H
3
O
H
O
H
C
H
O
O
C
H
O
H
C
C
O
H
O
H
C
H
C
H
3
H
O
O
H
C
N
a
O
H
O
O
O
H
C
H
3
F
e
N
H
4
(
S
O
4
)
2
t
O
O
O
C
H
3 3
F
e
Фиолетовое окрашивание
R
N
H
C
N
H
N
H
2
O
H
N
a
B
r
O
N
a
O
H
O
N
C
N
H
R
N
H
B
r
O
H
Нафтохинонимин

232 3. Гуанидин можно также обнаружить по выделению аммиака при нагревании со щелочью.
4. Удельное вращение водного раствора препарата левое: для стрептомицина сульфата [ ]
D
20
-84,8 (с 3,0; вода).
5. Восстановительные свойства: благодаря наличию альдегидной группы при прибавлении к водному раствору препарата раствора KI и реактива Несслера (K
2
HgI
4
+ KOH) выделяется иод и выпадает серо-черный осадок металлической ртути, за счет восстановления Hg
2+
Hg.
С реактивом Фелинга образуется красный осадок меди оксида (I).
6. Сульфат-ион в стрептомицина сульфате определяют по выделению белого осадка, при взаимодействии с раствором бария хлорида.
Испытания на чистоту проводят потенциометрически.
1. 28% раствор стрептомицина сульфата должен иметь рН – 4,5-7,0.
Этот же раствор в бидистиллированной воде должен быть прозрачен и бесцветен при стоянии в течение 24 часов, при температуре не выше 10 0
; однако, допускается образование при этом светло-желтого окрашивания.
2. Методом ГЖХ устанавливают отсутствие примеси формальдегида.
3. Обязательно проводят испытание на токсичность, стерильность и пирогенность и на содержание веществ гистаминоподобного действия, которые не допускаются здесь.
Количественное определение. 1. Биологическим путем, методом диффузии в агар с тест-микробом (ГФ XI, вып. 2, с. 210). Он должен содержать не менее 730 мкг/мл (ЕД/мл) в пересчете на сухое вещество (1 мкг химически чистого стрептомицина соответствует активности, равной 1 ЕД).
2. Фотоколориметрический метод на основе фиолетового окрашивания мальтола с ионами железа (III) (см. Подлинность).
Хранение. По списку Б, в сухом помещении при комнатной температуре.
Форма выпуска. Во флаконах, герметически закрытых резиновыми пробками, обжатых алюминиевыми колпачками. Каждый флакон должен

233 содержать не менее 90% и не более 110% количества ЕД, указанное на этикетке.
Применение. Для лечения туляремии, бруцеллеза, менингитов, пневмонии, туберкулеза легких, лимфатических узлов и др. Часто назначают в сочетании с фтивазидом, ПАСК и др. химиотерапевтическими препаратами.
Родственные стрептомицину антибиотики
В связи с широким распространением устойчивых штаммов грам- положительных и грам-отрицательных микроорганизмов и высокой токсичностью резко снизилась роль стрептомицина в лечении гнойной инфекции. Он используется теперь, в основном, как противотуберкулезный препарат.
Основными средствами лечения гнойно-воспалительных заболеваний, особенно на фоне иммунодефицита, в настоящее время являются современные аминогликозиды.
Из этой группы выпускаются промышленностью канамицин, гентамицин, неомицин, тобрамицин, нетилмицин и амикацин - антибиотики второго поколения.
Получение и внедрение в медицинскую практику антибиотиков второго поколения – полусинтетических пенициллинов, цефалоспоринов, аминогликозидов, тетрациклинов и др. – значительно расширило возможности современной антибиотикотерапии бактериальных инфекций.
По химическому строению к группе аминогликозидов относятся
Неомицины.

234
Смесь неомицина
В
(О-2,6-диамино-2,6-дидезокси- -D- глюкопиранозил (1 4)-О-[О-2,6-диамино-2,6-дидезокси- -L-рибопиранозил-
(1 3)- -D-рибо-фуранозил--(1 5)]-2-дезокси-D-стрептамин c неомицином
С (О-2,6-диамино-2,6-дидезокси- -D-глюкопиранозил (1 4)-О-[О-2,6- диамино-2,6-дидезокси- -D
-глюкопиранозил-(1 3)- -D-рибофуранозил-
(1 5)]-2-дезокси- D-стрептамин и неомицином А.
Они являются основаниями, соли которых (гидрохлориды и сульфаты) обладают гидрофильными свойствами.
Неомицины очень устойчивы к действию щелочей и не инактивируются при длительном нагревании; они менее устойчивы к
Неомицин В
O
O H
N H 2
O H
C H
2
N H
2
O
O H
N H 2
N H
2
O
O H
N H
2
O H
C H 2 N H 2
O
O
H O
C H
2
O H
O
1 2
3 4
5 1
2 3
4 5
6 1
2 3
4 1
2 3
4 5
Neomycin Sulfate** Neomycini sulfas Neomycinum Неомицин
Смесь сульфатов неомицинов А, В и С
Неомицин А
Неозамин С
2,6-диамино-2,6-дидезокси
-D-глюкопираноза
Неозамин В
2,6-диамино-2,6- дидезокси- -L- глюко пираноза
2-дезокси-D- стрептамин
D-рибоза
О-2,6-Диамино-2,6-дидезокси- -D-глюкопиранозил-(1 4)-О-[О-2,6- диамино-2,6-дидезокси- -L-глюкопиранозил-(1 3)- -D- рибофуранозил-(1 5)]-2-дезокси-D-стрептамин – Неомицин В
Неомицин С: вместо Неозамина В содержит D-глюкозу

235 воздействию кислот. Неомицины не обладают характерными мах поглощения в УФ.
Свойства. Пористая масса белого цвета с кремовым оттенком, без запаха и вкуса. Легко растворим в воде и очень мало в этаноле, не растворим в органических растворителях. Гигроскопичен.
Подлинность. 1. Благодаря наличию азота в 2-дезокси-D-стрептамине неомицины образуют нерастворимые в воде соединения с пикриновой кислотой, реактивом Рейнеке.
2. Неомицин В и С дают положительные реакции:
- На дезоксисахара – реакция Келлера-Килиани, которая заключается в прибавлении к раствору препарата двух растворов: 1) 5% раствор железа (III) сульфата в ледяной уксусной кислоте, 2) 5% раствор железа (III) сульфата в концентрированной серной кислоте – васильково-синее окрашивание верхнего слоя.
- На аминосахара (эти реакции обусловлены образованием фурфурола из сахаров): а) дает положительную реакцию при нагревании с этанольным раствором орцина и конц. НCl, содержащей 0,06% FeCl
3 при этом появляется зеленое окрашивание;
O
C
H
2
O
H
O
H
O
H
O
H
H
C
l k
O
C
H
2
N
H
2
C
O
H
C
H
3
O
H
H
O
2
H
2
N
-
3
H
2
O
C
H
O
O
H
2
N
H
2
C
O
H
H
O
C
O
O
H
2
N
H
2
C
O
H
O
C
H
3
C
H
3
C
H
3
C
H
3

236 б) реакцию Молиша (с –нафтолом); в) с антроном (голубовато-фиолетовое окрашивание); г) с раствором нингидрина в присутствии смеси бутанола и пиридина, после нагревания на водяной бане – фиолетовое окрашивание (смотри пенициллины).
3. Мальтольная реакция и реакция Сакагуши (на гуанидиновые группы) отрицательные.
H
2
S
O
4
k
O
C
H
2
N
H
2
C
O
H
2
O
H
O
C
H
2
O
H
O
H
O
H
O
H
H
2
N
C
H
O
H
2
N
H
2
C
O
H
H
O
C
O
H
2
N
H
2
C
O
H
O
H
2
S
O
4
k
O
C
H
2
N
H
2
C
O
H
O
H
H
O
C
H
2
O
H
O
H
O
H
O
H
H
2
N
O
C
H
O
H
2
N
H
2
C

237 4. Характерная физическая константа – удельное вращение – от + 50 до
+ 58 (5% водный раствор).
Количественное определение. 1. Неомицина сульфат определяют методом диффузии в агар с тест-микробом.
2. Фотоколориметрический метод. При нагревании неомицинов В и С с концентрированной H
2
SO
4
образуется фурфурол, на чем и основано количественное определение (см. Подлинность).
Форма выпуска. Порошок в герметически закрытых флаконах по 200,
400 и 800 тыс. ЕД и в табл. по 100 и 200 тыс. ЕД.
Хранение. По сп.Б в защищенном от света месте при температуре не больше 20 0
. Растворы неомицина сульфата готовят ех tempore.
Применение. Для лечения инфекционных заболеваний, вызванных чувствительными к ним микроорганизмами: пневмонии, менингоэнцефалиты, циститы и др.
Токсичен, обладает ото- и нефро- токсичностью.
Группа антибиотиков канамицинов, продуцируемых лучистым грибом Streptomyces kanamiceticus, включает канамицин А, В и С. Впервые они были выделены в 1957 г. японским ученым Umerawa. Наименьшую токсичность проявляет канамицин А, поэтому он составляет основную массу (94%) канамицина сульфата.
По антибиотическому спектру канамицин сходен со стрептомицином и неомицином. Особенно следует отметить его противотуберкулезную активность.
Строение канамицина было выяснено в 1958 г. японскими, американскими и канадскими исследователями. Установлено, что канамицин представляет собой моносульфат.
В канамицине А содержится 1 молекула 2-дезоксистрептамина, 1 молекула 3-глюкозамина и 1 молекула 6-глюкозамина, соединенные друг с другом -гликозидной связью. Канамицин В (более токсичен) содержит

238 вместо 6-глюкозамина – диаминогексозу; а канамицин С - глюкозамин (2- дезокси-2-амино-D-глюкозу).
Полусинтетическим аналогом, получаемым из канамицина А, является сходный с ним по химической структуре амикацин, который в виде сульфата применяется в медицинской практике. Основное его структурное отличие от канамицина заключается в наличии
4-амино-L-2- гидроксибутирильного радикала. (Кроме того, вместо аглюкона 2-дезокси-D- стрептамина у амикацина в молекуле 2-дезокси-L-стрептамин).
O
O
H O
H O
C H
2
N H
2
H
H O
H
N H 2
N H 2
O
O
H O
H 2 N
C H
2
O H
O H
H
2
S O
4
O H
1 2
3 4
5 6
1 2
3 4
5 1
2 3
4 5
Kanamycin Sulfate** Kanamycini sulfas Канамицина сульфат
О-[ 3-Амино-3-дезокси- -D-глюкопиранозил(1 6)]- [6-амино-
6-дезокси- -D-глюкопиранозил(1 4)]-2-дезокси-D- стрептамина сульфат
6-Амино-6-дезокси- -
D-глюкопираноза
2-Дезокси-D- стрептамин
3-Амино-3-дезокси- -
D-глюкопираноза
Amicacin Sulfate** Amicacini sulfas Амикацина сульфат
N-[4-Амино-2-(S)-гидроксибутирил]-О-[6-Амино-6-дезокси- -D-глюко- пиранозил(1 4)]-O-[ 3-Амино-3-дезокси- -D-глюкопиранозил(1 6)]-2- дезокси-D-стрептамина дисульфат
O
O
H O
H O
C H
2
N H
2
H
H O
H
N H
N H
2
O
N H
2 2 H
2
S O
4
C C H
C H 2
O
H O
O H
C H 2 O H
O H
1 2
3 4
5 6
1 2
3 4
5 1
2 3
4 5
C H 2
N H 2
O
O H

239
С канамицином сходен антибиотик гентамицин — продукт жизнедеятельности Micromonospora purpurea. Он включает смесь трех антибиотиков — гентамицинов С
1
, С
2
и С
1А
. В медицине применяют смесь сульфатов гентамицина под названием гентамицина сульфат.
Свойства. Канамицина моносульфат - белый кристаллический порошок без запаха и вкуса, амикацина сульфат - белый или с желтоватым оттенком аморфный порошок, гентамицина сульфат – белый порошок или пористая масса с кремоватым оттенком.
Все препараты очень легко растворимы в воде, практически не растворимы в органических растворителях (этаноле, хлороформе, эфире и др.). Гигроскопичны.
Устойчивы в растворах щелочей и к воздействию воздуха и разрушаются при кипячении в кислотах, т.к. имеют характер гликозидов.
O
O H
C H 3
O H
N H
H 3 C
O
O
N H
2
N H 2
O H
O
N H 2
C H
N H
R
R 1 2
5 H
2
S O
4 5
1 2
3 4
5 6
1 2
3 4
5 1
2 3
4
Gentamicin Sulfate* Gentamicini sulfas Гентамицна сульфат
О-2-Амино-2,3,4,6,7-пентадезокси-6-(амино)- -D-гептапиранозил-
(1 4)-О-[3-дезокси-4-С-метил-3-(метиламино)- -L- арабинопиранозил(1 6)]- 2-дезокси-D-стрептамина сульфат -
Гентамицин С
2
Гентамицин С
2
R=CH
3
, R
1
=H
Гентамицин C
1A
R=R’=H

240
Подлинность. 1. На аминосахара (эти реакции обусловлены образованием фурфурола из сахаров): а) дает положительную реакцию при нагревании с этанольным раствором орцина и конц. НCl, содержащей 0,06%
FeCl
3 при этом появляется зеленое окрашивание (канамицин) (см.
Подлинность на неомицины В и С).; б) с раствором нингидрина в присутствии смеси бутанола и пиридина, после нагревания на водяной бане – фиолетовое окрашивание (смотри пенициллины).
2. После кислотного гидролиза канамицин и амикацин дают реакции на сахара (альдегидную группу) с реактивом Толленса, реактивом Несслера и реактивом Фелинга.
3. Для определения подлинности гентамицина сульфата, канамицина сульфата, которые представляет собой смесь нескольких веществ, применяют метод ТСХ на силикагеле в сравнении с соответствующими стандартными образцами гентамицина сульфата и канамицина сульфата. Хроматограмму канамицина проявляют нингидрином, а гентамицина – парами йода. Три основных пятна испытуемого препарата канамицина должны соответствовать
3 пятнам на хроматограмме, полученным со стандартным образцом.
4. Амикацин в отличие от канамицина за счет амидной группы образует окрашенные комплексные соединения с солями тяжелых металлов
(с кобальта нитратом после обработки натрия гидроксидом – фиолетовое окрашивание).
На амидную связь амикацина – гидроксамовая проба.
5. Метод ВЭЖХ применяют для определения компонентного состава гентамицина сульфата (по площадям пиков каждого компонента).
Содержание гентамицина С
1
должно быть 25-50%, С
1а от 10 до 35%, суммы
С
2
и С
2а
— от 25 до 55%.
6. Удельное вращение:
Канамицина моносульфат [ ]
D
20
+112- + 123 0
(C 5,0; вода).
Амикацина сульфат [ ]
D
20
+74- + 84 0
(C 2,0; вода).

241
Гентамицина сульфат [ ]
D
20
+107- + 121 0
(C 1,0; вода).
Чистота. Определяют на спектрофотометре светопоглощающие примеси растворов антибиотиков при длине волны 400 нм (оптическая плотность не должна превышать 0,3).
Амикацина сульфат. 1) рН водного раствора должна быть 2,0 – 4,0.
2) Методом ГЖХ определяют содержание остаточных растворителей
(этилового и пропилового спирта).
Канамицина моносульфат 1) 1% раствор препарата должен быть прозрачным;
2) рН его, определенная потенциометрически должна быть 7,5- 8,5.
3)Потеря в массе при высушиваниине должна превышать 4%.
4) В канамицине моносульфате регламентируется содержание более токсичного канамицина В – не выше 5,0%. Определение проводят микробиологическим методом после кислотного гидролиза, в результате которого полностью разрушается канамицин А, а канамицин В на 4/5.
Гентамицина сульфат 1) 4% раствор препарата в воде должен быть прозрачен в течение 24 часов при температуре не выше + 10 0
С.
2) рН 3,5-5,5 (4% водный раствор, потенциометрически).
3) Потеря в массе при высушивании. (110 С ) и остаточном давлении 5 мм рт. ст. в течение 3 час не должен превышать 18% .
4) Определение специфических примесей проводят методрм УФ- спектрофотометрии после нагревания с раствором (40%) серной кислоты.
Оптическая плотность полученного раствора при длине волны 280 нм должна быть не более 0,15.
Количественное определение. 1. Биологическую активность устанавливают методом диффузии в агар с тест-микробами; 1 мкг каждого химически чистого антибиотика соответствует специфической активности, равной 1 ЕД.

242
В канамицина моносульфате определяют также содержание канамицина В (не более 5% биологическим методом и не более 4% методом
ВЭЖХ).
2.
Для количественной оценки антибиотиков-аминогликозидов используют спектрофотометрию в видимой области спектра, основанную на цветных реакциях (нингидриновая проба, реакция с орцином и др.).
3. Антибиотики гликозиды содержат связанную серную кислоту, после осаждения хлоридом бария, количественно определяют содержание сульфатов гравиметрическим методом (или обратным трилонометрическим методом (индикатор металлфталеин).
4.
Хроматографические методы анализа
(ГЖХ, жидкостная хроматография и др.).
5. Гентамицина сульфат определяют поляриметрическим методом.
Сопоставимые результаты с поляриметрическим анализом дает фотоколориметрический метод, основанный на образовании окрашенного комплекса гентамицина с солями меди в щелочной среде.
Форма выпуска. Амикацина сульфат - 5% или 25% раствор в ампулах.
Гентамицина сульфат во флаконах по 0,08 г, в амп. по 1 и 2 мл 4% водного раствора, 0,1% мазь и крем в тубах.
Хранение. По сп.Б, в сухом защищенном от света месте.
Применение.
При различных инфекционных заболеваниях
(пневмония, перитонит, менингит, раневые инфекции). Препарат эффективен при инфекции мочевых путей (пиелонефрит, цистит, уретрит), при простатите. Могут оказывать ото- и нефро- токсический эффект.
Важным отличием канамицина от других аминогликозидов является его активность в отношении кислотоустойчивых микроорганизмов, в особенности микобактерий туберкулеза.
Высокочувствительны к канамицину аэробактерии, кишечные палочки, пневмококки, гонококки.

243
Чувствительны большинство штаммов стафиллококка, сальмонелл, дизентерийных палочек, протея.
Препарат слабо действует на стрептококки, энтерококки, синегнойные палочки, устойчивые анаэробные микроорганизмы, дрожеподобные грибы и вирусы.
Нельзя вводить канамицин совместно со стрептомицином, т.к. происходит усиление токсического воздействия
(синергизм на вестибулярный аппарат.)
Амикацин является одним из наиболее активных антибиотиков – аминогликозидов. Обладает широким спектром действия. Показания к применению как у гентамицина, вводимого парентерально. Эффективен в отношении грамположительных и особенно против грамотрицательных бактерий.