第12章 抗生素類藥物的分析.ppt

第十一章,抗生素類藥物的分析,第一節(jié)概述,一、抗生素藥物的特點(diǎn)抗生素的定義在低微濃度下即可對(duì)某些生物的生命活動(dòng)有特異抑制作用的化學(xué)物質(zhì)的總稱.抗生素的來源1.生物合成（發(fā)酵）2.化學(xué)合成或半合成,與化藥相比,其結(jié)構(gòu)、組成更復(fù)雜表現(xiàn)為:化學(xué)純度較低(同系物多,異構(gòu)體多,降解物多)活性組分易發(fā)生變異穩(wěn)定性差,抗生素藥物的質(zhì)量分析分析項(xiàng)目：鑒別，檢查，含量測(cè)定分析方法：理化方法，生物學(xué)方法(一)鑒別試驗(yàn)（主要為理化方法）1.官能團(tuán)的顯色反應(yīng)2.光譜法(IR,UV)3.色譜法4.生物學(xué)法,(二)檢查1.影響產(chǎn)品穩(wěn)定性的指標(biāo)2.控制有機(jī)和無(wú)機(jī)雜質(zhì)的指標(biāo)3.與臨床安全性密切相關(guān)的指標(biāo)4.其他指標(biāo),(三)含量測(cè)定或效價(jià)測(cè)定,1.微生物檢定法,測(cè)定抗生素抑菌或殺菌的能力,優(yōu)點(diǎn):,（1）測(cè)定原理與臨床應(yīng)用一致，反映醫(yī)療價(jià)值。（2）靈敏度高，檢品甚微。（3）適用范圍廣，精制品、純度差制品、新發(fā)現(xiàn)、已知的都適用。（4）同一類抗生素不需分離，一次測(cè)定總效價(jià)。,（二）化學(xué)及物理化學(xué)方法,以理化方法測(cè)定主藥含量,分類（按結(jié)構(gòu)與性質(zhì)）：內(nèi)酰胺類、氨基糖苷類、四環(huán)素類、大環(huán)內(nèi)酯類、多烯大環(huán)類、多肽類、苯烴胺類蒽環(huán)類、其他抗生素類,第二節(jié)內(nèi)酰胺類抗生素包括:青霉素族和頭孢菌素族,分子結(jié)構(gòu)均含有內(nèi)酰胺環(huán)1、結(jié)構(gòu),青霉素類,頭孢菌素類,青霉素族和頭孢菌素族分子都有一個(gè)游離羧基和酰胺側(cè)鏈。氫化噻唑環(huán)或氫化噻嗪環(huán)與內(nèi)酰胺環(huán)并合的雜環(huán),分別構(gòu)成二者的母核.,6-APA,7-ACA,青霉素分子中含有三個(gè)手性碳原子(C3,C5,C6),頭孢菌素族分子兩個(gè)手性碳原子(C6,C7),青霉素分子中的母核稱為6-氨基青霉烷酸(6-APA),頭孢菌素族分子中的母核稱為7-氨基頭孢菌烷酸(7-ACA),（青霉素，青霉素G、芐青霉素）通常以鉀鹽，鈉鹽形式存在,普魯卡因青霉素,氨芐西林（氨芐青霉素）或以鈉鹽形式存在,阿莫西林（羥氨芐青霉素）,頭孢氨芐,頭孢拉啶（注意取代基非苯環(huán)）,頭孢羥氨芐,頭孢噻吩鈉,酸性,2、性質(zhì),與堿金屬(Na+、K+)成鹽易溶于水,遇酸則析出游離基的白色沉淀,（1）羧基,Na,與有機(jī)堿(普魯卡因)成鹽，難溶于水，易溶于甲醇等有機(jī)溶劑,普魯卡因青霉素,（2）手性C,頭孢菌素類C6C7,青霉素類C3C5C6,旋光性,根據(jù)此性質(zhì)，可用于鑒別和含量測(cè)定,（3）共軛體系,青霉素類母核無(wú)明顯UV多數(shù)有苯環(huán)取代基,UV,（四）內(nèi)酰胺環(huán)的不穩(wěn)定性,干燥純凈穩(wěn)定室溫密封可以保存3年以上水溶液不穩(wěn)定隨PH和溫度有很大變化。青霉素水溶液在PH6-6.8時(shí)較穩(wěn)定本類藥物在酸，堿，青霉素酶，羥胺，及某些金屬離子（銅，鉛，汞，銀）或氧化劑等作用下，易發(fā)生水解和分子重排,原因：,四元環(huán)張力大酰胺鍵易水解,含水量和純度,青霉素的降解反應(yīng)1.青霉素在pH2酸性條件下生成青霉酸，青霉酸在酸性條件下，100降解成青霉醛，青霉胺和CO22.青霉素在pH4酸性條件下生成青霉烯酸3.青霉素在堿性條件下或青霉素酶作用生成青霉噻唑酸（內(nèi)酰胺環(huán)的酰胺鍵發(fā)生斷裂），青霉噻唑酸在氯化汞作用生成青霉醛，青霉胺和CO24.青霉素與NH2OH生成青霉噻唑酰基羥胺酸,二.鑒別試驗(yàn)（一）呈色反應(yīng),1.羥肟酸鐵反應(yīng),-內(nèi)酰胺類,NaOH,呈色,開環(huán),呈色,例：ChP(2005)頭孢哌酮鑒別取本品10mg，加水2ml與鹽酸羥胺溶液取34.8%鹽酸羥胺溶液1份，醋酸鈉-氫氧化鈉溶液1份，乙醇4份3ml，振搖溶解后，放置5min，加酸性硫酸鐵銨試液1ml，搖勻，顯紅棕色。,2.類似肽鍵的反應(yīng)A.茚三酮反應(yīng)-氨基,（開環(huán)分解）,似肽鍵,B.雙縮脲反應(yīng)-內(nèi)酰胺類,藍(lán)紫色,3.其他顯色反應(yīng)(1).與變色酸-硫酸反應(yīng)青霉素阿莫西林氨芐西林,活潑“-CH2-”,（分解）,變色酸,顯色,頭孢菌素類,(3).與重氮苯磺酸反應(yīng)頭孢哌酮,（偶合）,酚羥基,(4).與銅鹽反應(yīng),橄欖綠色,NaOH,專屬反應(yīng),（三）沉淀反應(yīng)遇酸,在過量HCl或有機(jī)溶劑中溶解,青霉素鉀或鈉鹽，加水溶解后，加稀鹽酸，即析出難溶于水的游離基白色沉淀，此沉淀能在有機(jī)溶劑或過量鹽酸（與酰胺基成鹽）中溶解,2.有機(jī)胺鹽反應(yīng),重氮化-偶合反應(yīng),重氮化-偶合反應(yīng),芳伯氨基,普魯卡因,普魯卡因青霉素,（2）與三硝基苯酚反應(yīng),二芐基乙二胺,二芐基乙二胺苦味酸鹽,mp,三硝基苯酚,酚,四.光譜法1.UV法利用最大吸收波長(zhǎng)法根據(jù)吸收光譜的最大吸收波長(zhǎng)進(jìn)行鑒別。,2.IR法反應(yīng)分子的結(jié)構(gòu)特征，各國(guó)藥典均采用IR對(duì)抗生素類藥物進(jìn)行鑒別,特殊雜質(zhì)檢查特殊雜質(zhì)：高分子聚合物，有關(guān)物質(zhì)，異構(gòu)體采用方法：HPLC法控制限量也有測(cè)定雜質(zhì)的吸收度控制雜質(zhì)的量,HPLC法,（四）含量測(cè)定方法,ChP,特點(diǎn)快速、高效、靈敏專屬性強(qiáng)、重現(xiàn)性好一法多用（鑒別、檢查、含測(cè)）,第三節(jié)氨基糖苷類抗生素,鏈霉素慶大霉素卡那霉素新霉素巴龍霉素,（堿性環(huán)己多元醇）,鏈霉胍+鏈霉糖+N-甲基-L-葡萄糖胺,一.化學(xué)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1.化學(xué)結(jié)構(gòu),鏈霉素,鏈霉胍,鏈霉糖,N-甲基-L-葡萄糖胺,Pka11.5,Pka7.7,絳紅糖胺+脫氧鏈霉胺+加洛糖胺,紫素胺,N-甲基-3-去氧-4-甲基戊糖胺,絳紅糖胺,紫素胺,2-脫氧鏈霉胺,加洛糖胺,N-甲基-3-去氧-4-甲基戊糖胺,Pka8,慶大霉素C復(fù)合物慶大霉素C1R=HR1、R2=CH3慶大霉素C2R=R2=HR1=CH3慶大霉素C1aR、R1、R2=H慶大霉素C2aR=CH3R1=R2=H,多與硫酸成鹽,堿性與溶解性,（一）,硫酸鹽易溶于水，不溶于有機(jī)溶劑(二)旋光性(分子結(jié)構(gòu)含有多個(gè)氨基糖),（三）苷的水解與穩(wěn)定性鏈霉素的硫酸鹽水溶液，一般以pH5-7.5最為穩(wěn)定，過酸或過堿條件下易水解失效；在酸性條件下，鏈霉素水解為鏈霉胍和鏈霉雙糖胺，進(jìn)一步水解生成N-甲基-L-葡萄糖胺在堿性條件下，鏈霉素水解為鏈霉胍和鏈霉雙糖胺，并使鏈霉糖部分發(fā)生分子重排，生成麥芽酚，為鏈霉素所特有，可以用于鑒別和含量測(cè)定,氧化還原性：鏈霉素分子結(jié)構(gòu)中具有醛基，遇氧化劑如：高錳酸鉀、氯酸鉀、過氧化氫等易被氧化成鏈霉酸而失效；遇還原劑如：Vc、葡萄糖、半光氨酸等被還原為雙氫鏈霉素，毒性增加硫酸慶大霉素:對(duì)光，熱，空氣均較穩(wěn)定，水溶液亦穩(wěn)定，PH2-12時(shí)，100加熱30min活性無(wú)明顯變化（四）紫外吸收光譜鏈霉素在230nm有紫外吸收，慶大霉素沒有紫外吸收。,（五）鏈霉素水解產(chǎn)物反應(yīng),本類抗生素具有氨基糖苷結(jié)構(gòu)，具有羥基胺類或者氨基酸的性質(zhì)，可以與茚三酮縮合成藍(lán)紫色化合物,二鑒別試驗(yàn),（共有反應(yīng)）,吡咯衍生物,櫻紅色縮合物,（Elson-Morgan反應(yīng)）,慶大霉素,（共有的反應(yīng)）,櫻紅色,（鏈霉素特有反應(yīng)）,紫紅,麥芽酚,鏈霉胍特有反應(yīng),8-羥基喹啉,-萘酚,鏈霉素加氫氧化鈉水解生成鏈霉胍，鏈霉胍和8-羥基喹啉（或萘酚）分別與次溴酸鈉反應(yīng)，各自產(chǎn)物相互作用生成橙紅色化合物,H+,慶大霉素?zé)oUV吸收,TLC、HPLC法,（八）,(五)硫酸鹽反應(yīng),(六)UV,鏈霉素B（甘露糖鏈霉素）鏈霉素分子中的N-甲基-L-葡萄糖胺的C4位上羥基連接1個(gè)D-甘露糖,方法TLC中的對(duì)照品法（BP）,1.來源反應(yīng)中間體,三、特殊雜質(zhì)檢查及組分分析,對(duì)微生物的活性無(wú)明顯差異,毒副作用和耐藥性不同導(dǎo)致各組分的多少影響產(chǎn)品的效價(jià)和臨床療效,發(fā)酵菌種不同工藝差別,規(guī)定控制各組分的相對(duì)百分含量,ChPUSPBPJP,max=330nm,慶大霉素?zé)oUV吸收,當(dāng)采用紫外檢測(cè)器時(shí)，需進(jìn)行衍生化處理。USP(29)1.衍生化原理,硼酸鹽緩沖液,Ch.P（2005）采用蒸發(fā)光散射檢測(cè)器,BP（2005）采用電化學(xué)檢測(cè)器,鏈霉素、慶大霉素,抗生素微生物檢定法,第四節(jié)四環(huán)素類抗生素(4個(gè)環(huán)),四環(huán)素（TC）tetracycline,金霉素(CTC)chlortetracycline,氯四環(huán)素,土霉素(OTC)oxytetracycline,氧四環(huán)素,多西環(huán)素(DOTC)doxycycline,脫氧土霉素,美他環(huán)素（METC）metacycline,1.與酸，堿均能成鹽，一般情況下以鹽酸鹽形式存在2.強(qiáng)酸，強(qiáng)堿中溶解度增大,（二）旋光性：具有不對(duì)稱C原子（三）紫外吸收和熒光性質(zhì)共軛雙鍵，在UV區(qū)有吸收；在紫外光的照射下產(chǎn)生熒光，降解產(chǎn)物亦有熒光四環(huán)素經(jīng)堿降解后產(chǎn)生黃色熒光金霉素經(jīng)堿降解后產(chǎn)生藍(lán)色熒光土霉素經(jīng)酸降解后產(chǎn)生綠色熒光；經(jīng)堿降解后產(chǎn)生綠色熒光，加熱，熒光轉(zhuǎn)為藍(lán)色,（四）與金屬離子絡(luò)合，生成有色配位化合物具有酚羥基，烯醇基能與金屬離子成不溶性鹽類或配位化合物Ca2+Mg2+Fe3+Al3+,1.,差向異構(gòu)化,淡黃黑,藍(lán)色熒光,差向四環(huán)素,（土霉素、多西環(huán)素不易差向異構(gòu)化）,（1）酸性下降解,脫水四環(huán)素,11