Лекция-3.-Антибиотики-гетероциклической-структуры. Антибиотики гетероциклической структуры
 Скачать 1.51 Mb.
|
|
Тема лекции: Антибиотики гетероциклической структуры. Природные и полусинтетические пенициллины. Методы анализа. Антибиотики как лекарственные вещества Антибиотики – это химиотерапевтические вещества, продуцируемые различными организмами (растениями, животными, микроорганизмами) в процессе их жизнедеятельности, а также их синтетические аналоги и производные, обладающие способностью избирательно подавлять рост возбудителей заболеваний (микроорганизмов, водорослей, простейших, гельминтов) и задерживать развитие злокачественных опухолей. Явление антагонизма микроорганизмов впервые открыл Л. Пастер в 80-е годы ХIX века, изучая свойства плесени рода Penicillium notatum. Английский ученый А. Флеминг в 1928 году обнаружил в плесени антибиотические свойства. Чистый антибиотик – пенициллин выделили из плесени ученые Х. Флори и Дж. Чейн в 1934-1940 годах. Классификация антибиотиков Существует несколько принципов классификации антибиотиков: -по видам продуцента; - в зависимости от характера биологического действия; - по химической структуре. Наиболее совершенная – химическая классификация , которая позволяет изучать зависимость между химической структурой, физико-химическими свойствами и действием антибиотиков, разрабатывать способы контроля и качества антибиотиков, исходя из особенностей структуры. По химической классификации выделяют следующие группы антибиотиков: 1. Антибиотики алициклической структуры (группа тетрациклинов, и их полусинтетических аналогов). В основе их химической структуры лежит частично частично гидрированное ядро тетрацена (нафтацена): Классификация антибиотиков а а а а а а 12 11 10 6 5 4 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 2. Антибиотики ароматического ряда (группа левомицетина). O 2 N CH OH CH CH 2 OH NHCOCHCl 2 Левомицетин (Laevomycetinum) Хлорамфеникол (Chloramphenicolum)* 3. Антибиотики гетероциклической структуры (пенициллины и их полусинтетические аналоги; цефалоспорины и др.) Классификация антибиотиков В основе молекулы пенициллинов лежить 6-аминопеницилланова кислота (6-АПК), которая состоит из конденсированых тиазолидинового (А) и -лактамного (В) циклов: H 2 N O S C O O H C H 3 C H 3 N A B 1 2 3 4 5 6 7 Цефалоспорины также относятся к антибиотикам гетероциклической структуры и являются производными 7-аминоцефалоспорановой кислоты (7-АЦК) и 7-аминодезацетоксицефалоспорановой кислоты (7-АДЦК). 7-АДЦК 7-АЦК 8 7 6 5 4 3 2 1 S O N H 2 N COOH CH 3 S O N H 2 N COOH CH 2 OCOCH 3 4. Антибиотики гликозидного строения : – стрептомицины; Стрептомицина сульфат (Streptomycini sulfas) – аминогликозиды (канамицины, неомицины, гентамицины, мономицины); – макролиды (еритромицины и олеандомицини); HO OH CHO O O OH OH CH 2 OH O OH OH NH C H 2 N NH C NH 2 O NH NH 2 3 H 2 SO 4 H 3 C H 3 CNH O H O R N H 2 O R 1 N H 2 H 3 C CH 3 O O CH 3 OH OH CH 2 CH 3 H 3 C OR 1 O CH 3 CH 3 HO OR 2 эритромицина фосфат (Erithromycini phosphas), олеандомицин, мидекамицин, джозамицин. В медицинской практике используют гентамицина сульфат (ГФУ), канамицина моносульфат (ГФУ), неомицина сульфат, мономицин, амикацина сульфат. – анзамицины (рифампицины и их полусинтетические аналоги). Классификация антибиотиков Классификация антибиотиков 5. Полиеновые антибиотики с гликозидоподобной структурой (нистатин, амфотерицин, микогептин). 6. Антибиотики полипептидного строения (грамицидины, полимиксины и др.). 7. В отдельную группу выделяют противоопухолевые антибиотики: -производные ауреоловой кислоты; -антрациклины; - производные хинолин-5,8-диона; -актиномицины. Разнообразие антибиотиков и видов их влияния на организм человека стало причиною классифицирования и раздела антибиотиков на группы. По характеру влияния на бактериальную клетку антибиотики можна розделить на три группы: 1. Бактериостатические (бактерии живые, но не способны розмножаться) 2. Бактерицидные (бактерии погибают, но физически продолжают присутствовать в среде) 3. Бактериолитические (бактерии погибают, и разрушаются бактеріальні клітинні стенки). Классификация антибиотиков Механизмы действия антибиотиков Механизмы биологического действия 1. Нарушение синтеза клеточной стенки 2. Нарушение функционирования мембран 3. Угнетение синтеза нуклеиновых кислот 4. Нарушение синтеза пуринов и пиримидинов 5. Нарушения синтеза белка 6. Ингибирование работы дыхательных ферментов Способы получения антибиотиков 1. Микробиологический синтез. На основе плесневых (Penicillium) или лучистых (Streptomyces) грибов. Этим способом получают антибиотики тетрациклинового ряда, природных пенициллинов, антибиотиков гликозидного строения, макролидов и др. Получение антибиотиков микробиологическим синтезом основано на биосинтезе, осуществляемом в клетке микроорганизма, и включает такие основные этапы: -подбор высокопроизводительных штаммов продуцентов; -подбор питательных сред; -процесс биосинтеза (ферментации); -выделение и очистка антибиотика. Способы получения антибиотиков 2. Химический синтез (левомицитин и его производные). 3. Химико-микробиологический синтез. Для получения полусинтетических антибиотиков (группа полусинтетических тетрациклинов, пенициллинов, цефалоспоринов и др.) Методы анализа антибиотиков При анализе антибиотиков используют микробиологические, химические, физические и физико-химические методы. Микробиологические методы количественного анализа антибиотиков основаны на сравнительной оценке их способности угнетать рост тест- культуры микроорганизмов. Активность устанавливают диффузионным или турбидиметрическим методом. Наиболее широко применяют метод диффузии, заключающийся в сравнении действия определенных концентраций испытуемого и стандартного образцов антибиотика на тест-микроорганизм. Расчет биологической активности производят по стандартной кривой, предварительно построенной на основании результатов определения пяти концентраций стандартного образца антибиотика. Методи анализа антибиотиков Основные требования , которые необходимо применять к микробиологическим методам количественного определения антибиотиков следующие: 1.Точность. 2.Чувствительность. 3.Простота техники эксперимента. 4. Короткое время инкубации. Методи анализа антибиотиков Методи анализа антибиотиков Биологическая активность антибиотиков выражается в единицах действия (ЕД). ЕД – это минимальное количество антибиотика, подавляющего развитие тест-микроорганизма в определенном объеме питательной среды. Количественное выражение 1 ЕД для различных антибиотиков различно. Среднее значение активности, найденной биологическим методом, несколько ниже, чем теоретическая активность. В соответствующей АНД приводятся значения теоретической активности и нижний допустимый предел активности испытуемого антибиотика (в ЕД/мг). В последние годы разработаны ускоренные биологические методы определения антибиотиков: - модифицированный метод диффузии в агар, -уреазный метод (прост, доступен, но менее точен); -ферментативный и радиоиммунный методы (наиболее точные, но требуют наличия радиоактивных веществ и особых условий при работе с ними). 17 Пенициллины Явление антагонизма микроорганизмов впервые открыл Л. Пастер в 80-е годы ХIX века, изучая свойства плесени рода Penicillium notatum. Английский ученый А. Флеминг в 1928 году обнаружил в плесени антибиотические свойства. Чистый антибиотик – пенициллин выделили из плесени ученые Х. Флори и Дж. Чейн в 1934-1940 годах. В основе молекулы пенициллинов лежит 6-аминопенициллановая кислота (6-АПК), состоящая из конденсированных тиазолидинового (А) и -лактамного (В) циклов: H 2 N O S C O O H C H 3 C H 3 N A B 1 2 3 4 5 6 7 6-АПК Получение. Природные пенициллины получают микробиологическим синтезом из штаммов Penicillium notatum и Penicillium chrysogenum. 18 Методы получения пенициллинов 1. Микробиологический синтез. На основе плесневых (Penicillium) или лучистых (Streptomyces) грибов. Этим способом получают антибиотики тетрациклинового ряда, природных пенициллинов , антибиотиков гликозидного строения, макролидов и др. Получение антибиотиков микробиологическим синтезом основано на биосинтезе, осуществляемом в клетке микроорганизма, и включает такие основные этапы: -подбор высокопроизводительных штаммов продуцентов; -подбор питательных сред; -процесс биосинтеза (ферментации); -выделение и очистка антибиотика. Для проявления биологической активности большое значение имеет целостность -лактамного цикла, который очень неустойчив в кислой и щелочной средах. Пенициллин стоит у истоков эры антибиотиков и в связи с его широким применением в настоящее время 80-90% штаммов стафилококков устойчивы к нему, вырабатывая фермент пенициллиназу, которая расщепляет -лактамный цикл. 19 Природные пенициллины N S CH 3 CH 3 COOR 1 O O R C NH N H 2 C O O (C H 2 ) 2 N H C 2 H 5 C 2 H 5 + В медицинской практике применяют следующие лекарственные средства пенициллинов общей формулы: Природные пенициллины R R 1 Названия 1 2 3 –CH 2 –C 6 H 5 Na(K) Бензилпенициллина натриевая (калиевая) соль (ГФУ) Benzylpenicillinum natriсum (kaliсum) Benzylpenicillin sodium* (potassium*) Натрия (калия) (2S,5R,6R)-3,3-диметил-7-оксо-6- [(фенилацетил)амино]-4-тиа-1-азабицикло[3.2.0]гептан-2- карбоксилат –CH 2 –O–C 6 H 5 H Феноксиметилпенициллин Phenoxymethylpenicillinum (Penicillium V – пенициллин фау) –CH 2 –C 6 H 5 Бензилпенициллина новокаиновая соль Benzylpenicillinum novocainum 20 Полусинтетические пенициллины N S CH 3 CH 3 COOR 1 O O R C NH Полусинтетические пенициллины – это ацильные производные 6-АПК. Ацилирующими агентами выступают хлорангидриды соответствующих карбоновых кислот: S C O O H C H 3 C H 3 N O H 2 N O H N S C O O H C H 3 C H 3 N H C l R C C l O O R C _ 6 -а м и н о п е н и ц и л л а н о в а я к и сл о т а п о л у си н т е т и ч е ск и е п е н и ц и л л и н ы В медицинской практике применяют следующие лекарственные средства пенициллинов общей формулы: Полусинтетические пенициллины R R1 Названия H Ампициллина натриевая соль (ГФУ) Ampicillinum natricum Ampicillin sodium* Натрия (2S,5R,6R)-6-[[(2R)-2-амино-2- фенилацетил]амино]-3,3-диметил-7-оксо-4- тиа-1-азабицикло[3.2.0]гептан-2-карбоксилат CH C 6 H 5 NH 2 3H 2 O 21 Полусинтетические пенициллины N S CH 3 CH 3 COOR 1 O O R C NH H 2 O N O C 6 H 5 H 3 C C H C 6 H 5 C O O N a N N H O H C H N C C 6 H 5 O C H C 6 H 5 C O O C 6 H 5 R R1 Названия Н Амоксициллина тригидрат (ГФУ) Amoxicillinum trihydricum Amoxicillin trihydrate* (2S,5R,6R)-6-[[(2R)-2-амино-2-(4- гидроксифенил)ацетил]амино ]-3,3-диметил-7-оксо-4-тиа-1- азабицикло[3.2.0]гептан-2- карбоновая кислота Na Оксациллина натриевая соль Oxacillinum natrium Натриевой соли 3-фенил-5-метил- 4-изоксазолилпенициллина моногидрат Na Карбенициллина динатриевая соль Carbenicillinum dinatrium Динатриевая соль 6-[-2-карбокси- 2-фенилацетамид]- пенициллановой кислоты Na Азлоциллина натриевая соль Azlocillinum natrium Натриевая соль 6-[D-2-(2-оксо-1- илидазолиден-1- карбоксамидо)-2- фенилацетамидо]пенициллан овой кислоты Na Карфециллина натриевая соль Carphecillinum natrium C H OH NH 2 H 2 O 3 * 22 Природные и полусинтетические пенициллины Свойства. Лекарственные средства природных и полусинтетических пенициллинов – это белые кристаллические вещества, без запаха, горького вкуса. Натриевая и калиевая соли бензилпенициллина гигроскопичны и легко растворимы в воде. Новокаиновая соль бензилпенициллина, феноксиметилпенициллин, ампициллин и амоксициллин мало растворимы в воде. Водные или спиртовые растворы пенициллинов вращают плоскость поляризованного луча вправо. Идентификация. 1. Сопоставляют ИК-спектры поглощения исследуемых пенициллинов и стандартных образцов (ГФУ). 2. Методом тонкослойной хроматографии (ГФУ). 3. Реакция с формальдегидом в присутствии кислоты серной концентрированной (ГФУ). Эта реакция отличительная, так как каждый пенициллин дает при этом продукт характерной окраски (бензилпенициллины красновато-коричневого окрашивания амоксициллин – темно-желтого и т.д.). 4. Методом УФ-спектрофотометрии. 23 Идентификация. 4. Реакции идентификации на катион Na+ а) Na + + K[Sb(OH) 6 ] Na[Sb(OH) 6 ] + K + белый осадок b) с) Соль натрия, смоченная кислотой хлористоводородной, окрашивает бесцветное пламя в желтый цвет. 5. Реакции идентификации на катион K+ а) b) c) + + [N(CH 3 ) 4 ] Na + + C 6 H 5 CH OCH 3 COONa Na + + C 6 H 5 CH OCH 3 COO-[N(CH 3 ) 4 ] + K + + COOH CHOH CHOH COOH COOK CHOH CHOH COOH + H + 2K+ + Na 3 [Co(NO 2 ) 6 ] K 2 Na[Co(NO 2 ) 6 ] + 2Na+ Соль калия, внесенная в бесцветное пламя, окрашивает его в фиолетовый цвет (при рассмотрении через синее стекло – в пурпурно-красный). Природные и полусинтетические пенициллины 24 Природные и полусинтетические пенициллины O N H 2 O R HNO 3 , t C o O N H 2 O R O 2 N O 2 N KOH (спиртовой раствор) O N H O R N O 2 N OK O _ + 4. Реакции идентификации на прокаина гидрохлорид (новокаин) 1. коричневато-красное окрашивание NH 2 R N R N O H N R N NaO NaOH Cl NaNo 2 HCI + - + 2. 5. Методом УФ-спектрофотометрии. 25 Природные и полусинтетические пенициллины C H N N H O C u O C N C H 3 C H 3 S O R C O O H Cu 2+ NaOH + H O H R C O S CH 3 CH 3 N COONa C HN NHOH HCl NH 2 OH O HN S COOH CH 3 CH 3 N O R C 6. Реакция образования гидроксаматов меди (II) (зеленого) или железа (III) (красного цвета) после гидроксиламинолиза -лактамного цикла: 7. Реакция конденсации с фенолами (кислота хромотроповая, резорцин, -нафтол) в присутствии кислоты серной концентрированной – образуются окрашенные продукты. 8. Определение органически связанной серы, после превращения ее в сульфид-ион при сплавлении с гидроксидами. Серу качественно обнаруживают по реакции образования темно-коричневого осадка сульфида свинца: Na 2 S + (CH 3 COO) 2 Pb PbS + 2CH 3 COONa A также по появлению красно-фиолетового окрашивания с натрия нитропруссидом: Na 2 S + Na 2 [Fe(CN) 5 NO] Na 4 [Fe(CN) 5 NOS] 26 Природные и полусинтетические пенициллины 9. Определяют температуру плавления N-этилпиперидиновой соли бензилпенициллина (для природных пенициллинов). 10. Реакция на алифатическую аминогруппу (ампициллин, амоксициллин) – при нагревании с раствором нингидрина наблюдается фиолетовое окрашивание. + NH 3 + CO 2 R C O H + O O OH tº H 2 O O O O CH COOH NH 2 + R O O O + H N H H + O O HO H 2 O N O O O HO NH 3 O ONH 4 N O O аммонийная соль дикетогидринденкетогидринамина (в енольной форме); сине-фиолетовое окрашивание O HN S CH 3 CH 3 N COO _ O C H 2 C H 5 C 6 N H C 2 H 5 + 27 Природные и полусинтетические пенициллины Испытание на чистоту (ГФУ). Измеряют оптическую плотность растворов природных пенициллином при длинах волн 264, 280 и 325 нм. Специфические примеси (производные пенициллоиновой, аминопенициллановой, перилловой, пенилоиновой кислот и др.) определяют методом жидкостной хроматографии; остаточные количества органических растворителей (диметиланилин в амоксициллине) – методом газовой хроматографии. Определяют также пирогены, аномальную токсичность и стерильность. Количественное определение. 1. Методом жидкостной хроматографии (ГФУ). 2. Микробиологическим методом диффузии в агар (воспроизводимость результатов 5-10 %). 28 Природные и полусинтетические пенициллины Количественное определение. 3. Химическим методом, проводимым в два этапа: а) определение суммы пенициллинов; б) определение содержания соответствующего лекарственного вещества. Сумма пенициллинов для лекарственных средств природных пенициллинов определяется йодометрическим методом. Сущность метода заключается в том, что продукты щелочного гидролиза пенициллина способны окисляться йодом в присутствии ацетатного буфера с рН=4,5 (химизм на примере бензилпенициллина): [H + ] 3I 2 I 2 C HN O ONa C H 2 C H 5 C 6 S CH 3 CH 3 N COONa O H NaOH S COOH CH 3 CH 3 N O HN C O CH 2 C 6 H 5 натриевая соль пенициллоиновой кислоты бензилпенициллин HOH C 6 H 5 CH 2 CO NH CH C COOH O H пеницилламин пенальдиновая кислота C CH 3 CH 3 HS CH COOH H 2 N C 6 H 5 CH 2 C O NH CH COOH COOH C CH 3 CH 3 CH COOH H 2 N HO 3 S пеницилламиновая кислота фенилацетиламиномалоновая кислота 29 Природные и полусинтетические пенициллины Количественное определение. 100 ) ( % 3 2 2 3 2 2 Vп m к Vм C T K V V осн O S Na контр O S Na I 2 + 2Na 2 S 2 O 3 2NaI + Na 2 S 4 O 6 Параллельно проводят контрольный опыт c исследуемым раствором, который не подвергают щелочному гидролизу (s=1/4). Формула расчета определения суммы пенициллинов (в процентах): где: V – разность в объемах 0,01 М раствора натрия тиосульфата, израсходованных в контрольном и основном опыте, мл; Т – количество грамм стандартных образцов натриевой соли бензилпенициллина или феноксиметилпенициллина в пересчете на химически чистое вещество соответствующее 1 мл 0,01 М раствора йода, которые находим по справочной таблице с учетом температуры; К – коэффициент поправки 0,01 М раствора натрия тиосульфата ; С – коэффициент пересчета стандартного образца натриевой соли бензилпенициллина на исследуемый пенициллин, указанный в МКЯ; m – навеска, г; Этот метод дает несколько завышенные результаты. Природные и полусинтетические пенициллины Количественное определение. Определение содержания бензилпенициллина проводится гравиметрическим методом по реакции образования N-этилпиперидиновой соли: O HN S CH 3 CH 3 N COO _ O C H 2 C H 5 C 6 N H C 2 H 5 + Сумму пенициллинов в полусинтетических лекарственных средствах определяют алкалиметрическим методом обратного титрования, с контрольным опытом, индикатор – фенолфталеин; (s=1/2): H O O S CH 3 CH 3 N COONa C HN ONa C R S COOH CH 3 CH 3 N C R O HN O NaOH + HCl NaCl + H 2 O 2NaOH + изб. мл г M C s Т M NaOH / 1000 ) ( m Т КП V V Х осн HCI контр HCI 100 ) ( ,% ) ( ) ( ) % 100 ( 100 100 % влаж нав ф в m F m 31 Природные и полусинтетические пенициллины Количественное определение. 4. Спектрофотометрическое определение полусинтетических пенициллинов. A x A CT = C x C CT * ___________ A x A CT = C x C CT ____ ___ А х -оптическая плотность исследуемого р-ра А ст. -оптическая плотность стандартного р-ра Сх – концентрация исследуемого р-ра С ст.– концентрация стандартного р-ра Хранение. В сухом месте при комнатной температуре. Применение. Природные пенициллины действуют на грамположительные микроорганизмы и применяются для лечения пневмоний, гонореи, сифилиса, гнойных инфекций, дифтерии, скарлатины. Их нельзя принимать per os, так как в кислой среде происходит инактивация (устойчивы в кислой среде феноксиметилпенициллин и полусинтетические пенициллины). Природные пенициллины разрушаются под действием пенициллиназы, полусинтетические аналоги устойчивы по отношению к ней и имеют более широкий спектр действия. Побочные действия. Пенициллины могут вызывать желудочно-кишечные растройства; очень редко – аллергические реакции. 7-АДЦК 7-АЦК 8 7 6 5 4 3 2 1 S O N H 2 N COOH CH 3 S O N H 2 N COOH CH 2 OCOCH 3 ЦЕФАЛОСПОРИНЫ Цефалоспорины также относятся к антибиотикам гетероциклической структуры и являются производными 7-аминоцефалоспорановой кислоты (7-АЦК) и 7-аминодезацетоксицефалоспорановой кислоты (7-АДЦК). ЦЕФАЛОСПОРИНЫ В основе структуры цефалоспоринов лежит конденсированная система, состоящая из -лактамного и дигидротиазинового цикла. Плесневые грибы Cephalosporium salmosynnematum и актиномицеты продуцируют природный антибиотик – цефалоспорин С, который не нашел применения в медицине из-за своей низкой активности. Цефалоспорин-С является источником получения полусинтетических цефалоспоринов на основе 7-АЦК и 7-АДЦК. На основе 7-АЦК синтезированы цефалотин, цефалоглицин и др., а из 7-АДЦК – цефалексин, цефалоридин и др. В медицинской практике применяют современные полусинтетические цефалоспорины трех поколений: 1. Цефалотин, цефалоридин (цепорин Ю), цефалексин (цепорекс Ю), цефалоглицин, цефазолин (цефамезин, кефзол Ю). 2. Цефуроксим, цефокситим, цефапирин. 3. Цефтриаксон, цефтазидим, цефметазол, цефатаксим. Предполагают, что антибиотическая активность цефалоспоринов обусловливается наличием -лактамного цикла, индуктивным эффектом ацильного заместителя и стерическим эффектом молекулы. ЦЕФАЛОСПОРИНЫ Производные 7-АДЦК R1 R2 Название лекарственного средства 1 2 3 H Цефалексин (ГФУ) Cefalexinum Цефалоридин** (цепорин) Cefaloridinum Цефазолин (кефзол) Цефтриаксона натриевая соль (ГФУ) Ceftriaxonum natricum 1 R S O N COOH HN CH 2 R 2 C H C N H 2 O S C H 2 C O N + N N N N CH 2 O C N N S S H 3 C S N NH 2 C C- N-OCH 3 O N N N C H 3 N a O S O ЦЕФАЛОСПОРИНЫ Похідні 7-АЦК R1 R2 Название лекарственного средства 1 2 3 Цефалотин Сefalotinum Цефапирин Cefapyrinum Цефуроксим Cefuroxim Цефотаксима натриевая соль (ГФУ) Cefоtaximum natricum 1 R S O N COOH HN CH 2 R 2 S C H 2 C O C H 3 C O O N S C H 2 O C C H 3 C O O O C N O C H 3 O C O C O NH 2 N S H 2 N C N O C H 3 C O C H 3 C O O ЦЕФАЛОСПОРИНЫ Свойства. Лекарственные вещества – это белые или с желтоватым оттенком порошки. Мало растворимы в воде (за исключением натриевых солей цефалексина, цефтриаксона и цефотаксима), трудно – в спирте. Некоторые имеют характерный запах и чувствительны к действию света. Оптически активные вещества группы цефалоспоринов вращают плоскость поляризации вправо, а цефтриаксона натриевая соль – влево. Идентификация. 1. Сопоставляют ИК-спектры поглощения исследуемых цефалоспоринов и стандартных образцов (ГФУ). 2. Методом тонкослойной хроматографии (ГФУ). 3. Образование окрашенных продуктов с формальдегидом и кислотой серной концентрированной (цефалексин – светло-желтое окрашивание, переходящее в темно-желтое; цефтриаксона натриевая соль – зеленовато-желтое окрашивание, переходящее в желтое; цефотаксима натриевая соль – ярко-желтое, переходящее в коричневое) (ГФУ). ЦЕФАЛОСПОРИНЫ Na + + K[Sb(OH)6] Na[Sb(OH)6] + K + білий осад Cu 2+ NaOH + H O H R C O S CH 3 CH 3 N COONa C HN NHOH HCl NH 2 OH O HN S COOH CH 3 CH 3 N O R C C H N N H O C u O C N C H 3 C H 3 S O R C O O H 4. Наличие -лактамного цикла обусловливает реакцию образования гидроксаматов меди (II) или железа (III). 5. Со смесью 80% раствора кислоты серной и 1% раствора кислоты азотной цефалексин приобретает желтое окрашивание, цефалотина натриевая соль – оливково-зеленое, переходящее в красно-коричневое. 6. Реакция на катион натрия с раствором калия пироантимоната (ГФУ). ЦЕФАЛОСПОРИНЫ Испытание на чистоту. Определяют оптическую плотность растворов цефалексина и цефотаксима натриевой соли и рассчитывают удельные показатели поглощения в максимумах. Сопутствующие примеси в цефалексине обнаруживают методом ТСХ, в цефтриаксона натриевой соли и цефотаксима натриевой соли – методом жидкостной хроматографии. Определяют остаточные количества растворителей, стерильность, бактериальные эндотоксины (пирогены), аномальную токсичность. Количественное определение. 1. Метод жидкостной хроматографии (ГФУ). 2. Химический метод (аналогично пенициллинам) – после щелочного гидролиза. 3. Микробиологические методы. 4. Физико-химическими методами (УФ-спектрофотометрия, фотоколориметрия). Хранение. В сухом, защищенном от света месте. Применение. Цефалоспорины имеют более широкий спектр действияя, чем пенициллины и меньшую токсичность. Отличие в химической структуре пенициллинов и цефалоспоринов обусловливает устойчивость цефалоспоринов к стафилококковой пенициллиназе и большую кислотоустойчивость. Поэтому цефалоспорины назначают для лечения пенициллиноустойчивых инфекций. Лекарственные средства цефалоспоринов применяют при острых и хронических заболеваниях органов дыхания, мочевых путей, половых органов; при послеоперационных и других инфекциях. – стрептомицины; Стрептомицина сульфат (Streptomycini sulfas) – аминогликозиды (канамицины, неомицины, гентамицины, мономицины); – макролиды (эритромицин и олеандомицин); HO OH CHO O O OH OH CH 2 OH O OH OH NH C H 2 N NH C NH 2 O NH NH 2 3 H 2 SO 4 H 3 C H 3 CNH O H O R N H 2 O R 1 N H 2 H 3 C CH 3 O O CH 3 OH OH CH 2 CH 3 H 3 C OR 1 O CH 3 CH 3 HO OR 2 еритромицину фосфат (Erithromycini phosphas), олеандомицин, мидекамицин, джозамицин. гентамицина сульфат (ГФУ), канамицина моносульфат (ГФУ), неомицина сульфат, мономицин, амикацина сульфат. – анзамицины (рифамицины и их аналоги). Антибиотики-гликозиды АНТИБИОТИКИ-ГЛИКОЗИДЫ HO OH CHO O O OH OH CH 2 OH O OH OH NH C H 2 N NH C NH 2 O NH NH 2 3 H 2 SO 4 H 3 C H 3 CNH СТРЕПТОМИЦИНЫ Стрептомицин открыт в 1944 году американским ученым З. Ваксманом. Получение. Микробиологическим синтезом из актиномицета Streptomyces griseus. В медицине применяют –стрептом ицина сульфат. Включеный до ГФУ (дополнение). Стрептомицина сульфат (Streptomycini sulfas) (ГФУ) Streptomycin sulphate* HO OH CHO O O OH OH CH 2 OH O OH OH NH C H 2 N NH C NH 2 O NH NH 2 3 H 2 SO 4 H 3 C H 3 CNH Стрептомицина сульфат (Streptomycini sulfas) (ГФУ) Streptomycin sulphate* Сульфат бис-[N,N -бис(аминоиминометил)-4-О-[5-деокси-2-О-[2-деокси-2-(метиламино)- -L- глюкопиранозил]-3-С-формил- -L-ликсофуранозил]-D-стрептамину]трисульфат Гликозид стрептомицин состоит из агликона – стрептидина (1,3-дигуанидино-2,4,5,6- тетраоксициклогексан) и сахарной части – дисахарида стрептобиозамина ( N-метил-L-глюкозамин и L-стрептоза ). L-стрептоза N-метил-L- глюкозамин агликон – стрептидин Д ис ах ари д- ст репт об ио за м ин HO OH CHO O O OH OH CH 2 OH O OH OH NH C H 2 N NH C NH 2 O NH NH 2 3 H 2 SO 4 H 3 C H 3 CNH L-стрептоза Д ис ах ари д- ст репт об ио за м ин HO OH CHO O O OH OH CH 2 OH O OH OH NH C H 2 N NH C NH 2 O NH NH 2 3 H 2 SO 4 H 3 C H 3 CNH L-стрептоза Д ис ах ари д- ст репт об ио за м ин HO OH CHO O O OH OH CH 2 OH O OH OH NH C H 2 N NH C NH 2 O NH NH 2 3 H 2 SO 4 H 3 C H 3 CNH L-стрептоза Д ис ах ари д- ст репт об ио за м ин HO OH CHO O O OH OH CH 2 OH O OH OH NH C H 2 N NH C NH 2 O NH NH 2 3 H 2 SO 4 H 3 C H 3 CNH Стрептомицина сульфат (Streptomycini sulfas) (ГФУ) Streptomycin sulphate* L-стрептоза N-метил-L- глюкозамин агликон – стрептидин Д ис ах ари д- ст репт об ио за м ин HO OH CHO O O OH OH CH 2 OH O OH OH NH C H 2 N NH C NH 2 O NH NH 2 3 H 2 SO 4 H 3 C H 3 CNH L-стрептоза Д ис ах ари д- ст репт об ио за м ин HO OH CHO O O OH OH CH 2 OH O OH OH NH C H 2 N NH C NH 2 O NH NH 2 3 H 2 SO 4 H 3 C H 3 CNH L-стрептоза Д ис ах ари д- ст репт об ио за м ин HO OH CHO O O OH OH CH 2 OH O OH OH NH C H 2 N NH C NH 2 O NH NH 2 3 H 2 SO 4 H 3 C H 3 CNH L-стрептоза Д ис ах ари д- ст репт об ио за м ин Свойства. Порошок белого или почти белого цвета. Гигроскопичен. Очень легко растворим в воде, практически не растворим в этаноле и эфире. Стрептомицин проявляет основные свойства за счет наличия в молекуле азотосодержащих групп (две гуанидиновые и одна N-метильная) и поэтому легко образует соли. В слабокислой среде растворы стрептомицина устойчивы, а в сильнокислой и особенно в щелочной легко гидролизуются на стрептидин и стрептобиозамин, который далее распадается на N-метил-L-глюкозамин и L-стрептозу. HO OH CHO O O OH OH CH 2 OH O OH OH NH C H 2 N NH C NH 2 O NH NH 2 3 H 2 SO 4 H 3 C H 3 CNH O OH CH 3 O Мальтол ( -метил- -окси- -пирон) Стрептомицина сульфат (Streptomycini sulfas) (ГФУ) Streptomycin sulphate* 1. Методом тонкослойной хроматографии (ГФУ). 2. Мальтольная проба обусловлена способностью стрептозы в щелочной среде превращаться в мальтол ( -метил- -окси- -пирон) в результате дегидратации и изомеризации; Идентификация. HO OH CHO O O OH OH CH 2 OH O OH OH NH C H 2 N NH C NH 2 O NH NH 2 3 H 2 SO 4 H 3 C H 3 CNH 2. Мальтольная проба (ГФУ). Мальтол ( -метил- -окси- -пирон) При взаимодействии с ионами железа (III) в кислой среде мальтол образует соединение, имеющее фиолетовую окраску: O O OH CH 3 FeCl 3 O O O CH 3 3 Fe 3 Стрептомицина сульфат (Streptomycini sulfas) (ГФУ) Streptomycin sulphate* HO OH CHO O O OH OH CH 2 OH O OH OH NH C H 2 N NH C NH 2 O NH NH 2 3 H 2 SO 4 H 3 C H 3 CNH SO 4 2 - + BaCl 2 BaSO 4 + 2 Cl- Стрептомицина сульфат (Streptomycini sulfas) (ГФУ) Streptomycin sulphate* 3. Остаток гуанидина в молекуле стрептомицина открывают по образованию красного окрашивания, которое возникает под действием -нафтола и натрия гипохлорита в щелочной среде (ГФУ). 4. После кислотного гидролиза субстанция не дает реакцию с -нафтолом и натрия гипохлоритом в щелочной среде (ГФУ). 5. Субстанция дает характерную реакцию на сульфаты (ГФУ). K 2 [HgI 4 ] KOH KI H 2 O RC O H RC O OK Hg + + + + 4 3 + 2 CH CH HO HO C KOO C Cu C H COONa C H OH OH C O O O O NaOH KOH C H COONa C H OH OH COOK CuOH H 2 O RC O ONa RC O H + 2 + + 3 2 + 4 + 2 2 + 2CuOH → Cu 2 O↓ + H 2 O Стрептомицина сульфат (Streptomycini sulfas) (ГФУ) Streptomycin sulphate* 6. К экспрессным методам определения подлинности стрептомицина относятся реакции: – выделения аммиака при нагревании субстанции с раствором натрия гидроксида (гуанидин); – бурое окрашивание с калия тетрайодмеркуратом щелочным (реактивом Несслера) красный осадок с медно-тартратным раствором (реактивом Фелинга) (альдегидная группа). – реакция “серебрянного зеркала” (реактив Толленса) [Ag(NH 3 ) 2 ]NO 3 R C O H H 2 O Ag R C O ONH 4 NH 3 NH 4 NO 3 2 + + 2 + + + 2 Испытание на чистоту: Определяют прозрачность; цветность; рН раствора; метанол (0,3 %) (методом газовой хроматографии); потеря в массе при высушивании (27 %); сульфатная зола (1%); сульфаты (18-21%)(определяют количественно методом комплексонометрии); cтерильность; бактериальные эндотоксины. Определение сульфатов (методом комплексонометрии): Добавляют в щелочной среде раствор бария хлорида (0,1 М-10 мл), Ind-фталеиновый пурпурный (желтый). Титрують 0,1 М р-ром Na едетата (в присутствии этанола) до исчезновения фиолетовой окраски. Стрептомицина сульфат (Streptomycini sulfas) (ГФУ) Streptomycin sulphate* Определение сульфатов (s=1) C H 2 C H 2 N N CH 2 COONa CH 2 COO CH 2 COO CH 2 COONa Ba C H 2 C H 2 N N CH 2 COONa CH 2 COOH CH 2 COOH CH 2 COONa Ba 2+ H + NaOH + 2 - C H 2 C H 2 N N CH 2 COONa CH 2 COO CH 2 COO CH 2 COONa Ba 2 H + Ba Ind Ind + + ЭДТА Na + 2 - H 2 Ind Ba 2+ BaInd H + + + 2 SO 4 2 - + BaCl 2 BaSO 4 + 2Cl- H NaEd BaCI m T K V K V 100 ) ( % 2 1 2 T= S*C (BaCI2) *M ______ 1000 (SO 4 2- ) Стрептомицина сульфат (Streptomycini sulfas) (ГФУ) Streptomycin sulphate* Стрептомицина сульфат (Streptomycini sulfas) (ГФУ) Streptomycin sulphate* Количественное определение. 1. Микробиологический метод (ГФУ). 2. Фотоколориметрия, основанная на образовании окрашенного комплекса мальтола с солями железа (III) . Хранение. В сухом месте, учитывая его гигроскопичность. Применение. При лечении туберкулеза, пневмонии, перитонита, гонореи, бруцеллеза. Побочные действия. Нефро- и ототоксическое, угнетение дыхания, оченьбыстро развивается резистентность (2-3 дня). Спасибо за внимание! |