抗生素類48課件

第十二章

抗生素類藥物的分析Chapter12

TheAnalysisofAntibiotics抗生素類藥物的特點(diǎn)與質(zhì)量分析方法。β-內(nèi)酰胺類抗生素：青霉素類和頭孢菌素類。氨基糖苷類抗生素：鏈霉素、巴龍霉素和慶大霉素?；緝?nèi)容四環(huán)素類抗生素：四環(huán)素、金霉素、土霉素、多西四環(huán)素。上述各類藥物的化學(xué)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、鑒別試驗(yàn)和含量測定?？股仡愃幬锏馁|(zhì)量考察研究?；緝?nèi)容第一節(jié)概述Section1Introduction抗生素類藥物的分析一、抗生素類藥物的特點(diǎn)概述1.定義：抗生素是細(xì)菌、放線菌和真菌等微生物的代謝產(chǎn)物，在低微濃度下對某些生物的生命活動(dòng)由特異的抑制或殺滅作用的化學(xué)物質(zhì)的總稱。一、抗生素類藥物的特點(diǎn)多數(shù)系由生物合成(微生物發(fā)酵)少數(shù)由化學(xué)合成(或半合成)概述抗生素類藥物的來源二、抗生素類藥物的質(zhì)量分析(一)鑒別試驗(yàn)化學(xué)法官能團(tuán)(顯色)反應(yīng)光譜法IR,UV色譜法TLC,HPLC生物學(xué)法應(yīng)用少理化方法物理法概述1.影響產(chǎn)品穩(wěn)定性雜質(zhì)——水分2.常規(guī)雜質(zhì)——有關(guān)物質(zhì),熾灼殘?jiān)?.臨床安全性——熱原(細(xì)菌內(nèi)毒素)4.其他——慶大霉素C組分,

β-內(nèi)酰胺類聚合物(二)檢查概述(三)定量測定化學(xué)法滴定法*光譜法UV色譜法HPLC**1.效價(jià)測定微生物檢定法*(生物學(xué)法)2.含量測定(理化方法)物理法概述缺點(diǎn)①

操作步驟多

③測定誤差大②測定周期長概述

微生物檢定法——效價(jià)測定優(yōu)點(diǎn)

①

操作簡單、省時(shí)②

方法專屬、準(zhǔn)確根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)—理化特性缺點(diǎn)確定總量，不一定能代表總效價(jià)要求:測定結(jié)果與生物效價(jià)一致

2.理化測定法——含量測定概述效價(jià):每ml或mg中含有某種抗生素的有效成分的多少.用單位(u)或微克(μg)表示.活性以效價(jià)單位表示。如:1mg青霉素鈉=1670u1mg慶大霉素=590u

3.抗生素活性表示方法概述第二節(jié)

-內(nèi)酰胺類抗生素的分析Section2

TheAnalysisof-lactamAntibiotics1928年Fleming（英國細(xì)菌學(xué)家）發(fā)現(xiàn)青霉素。1935

年，英國病理學(xué)家弗洛里和僑居英國的德國生物化學(xué)家錢恩合作，重新研究青霉素的性質(zhì)、化學(xué)結(jié)構(gòu)，分離和純化青霉素，解決了青霉素的提純問題；1940年應(yīng)用于臨床。＊青霉素類:

母核:由-內(nèi)酰胺環(huán)和氫化噻唑環(huán)組成的雙雜環(huán)。

6-APA6-AminopenicillanicAcid

側(cè)鏈:RCO-

芐青霉素(青霉素G)R＝CH2氨芐青霉素R＝NH2CH普魯卡因青霉素②

頭孢菌素類結(jié)構(gòu)母核:-內(nèi)酰胺環(huán)和二氫噻嗪環(huán)組成的雙雜環(huán)。（7-ACA）7-AminocephalospoanicAcid側(cè)鏈RCO-

頭孢羥氨芐NONHSCH3COOHOC(1)游離羧基——強(qiáng)酸性(pKa=2.5~2.8)＊與堿成鹽：青霉素鈉、普魯卡因青霉素-內(nèi)酰胺類2.理化性質(zhì)NaK如：青霉素G鈉、青霉素G鉀等與有機(jī)堿(普魯卡因)成鹽,難溶于水(2)手性碳原子——旋光性3個(gè)2個(gè)-內(nèi)酰胺類如,5%頭孢唑啉鈉溶液

–18～–24°(3)紫外吸收特性青霉素母核無UV弱酸性水解青霉烯酸有UV側(cè)鏈有UV-內(nèi)酰胺類＊頭孢菌素類分子中有共軛體系（O＝C－C＝C）在260nm處有最大吸收。

(4)-內(nèi)酰胺環(huán)的不穩(wěn)定性干燥、純凈青霉素類抗生素穩(wěn)定，其水溶液很不穩(wěn)定.

不穩(wěn)定的部分是-內(nèi)酰胺環(huán)-內(nèi)酰胺環(huán)在酸、堿、青霉素酶、某些金屬離子的作用下，可使-內(nèi)酰胺環(huán)開環(huán)或發(fā)生分子重排，而失去抗菌作用。?、?/p>

ⅲⅳ

小結(jié)青霉素的降解反應(yīng)青霉素青霉噻唑酸H2O/OHˉ青霉素酶青霉二酸pH2△

orH+α–青霉噻唑酰基羥胺酸NH2OH青霉烯酸pH4青霉胺CO2青霉醛△

orH+脫羧青霉噻唑酸△

orH+orHgCl2△

,H+,-CO2二、鑒別試驗(yàn)TLC——RfHPLC——tR-內(nèi)酰胺類(一)色譜法UV——λmax或AλmaxIR(二)光譜法頭孢氨芐λmax=262nmβ-內(nèi)酰胺環(huán)酰胺1.羥肟酸鐵反應(yīng)-內(nèi)酰胺類(三)呈色反應(yīng)（紅、棕、褐）SONCHNHOHNSCHNHOFe3+3OH+Fe3+/3茚三酮反應(yīng)(取代基α-氨基酸結(jié)構(gòu))-內(nèi)酰胺類

2.類似肽鍵的反應(yīng)△

α-氨基或伯胺雙縮脲反應(yīng)β-內(nèi)酰胺類（開環(huán)分解）似肽鍵3.與重氮苯磺酸反應(yīng)（偶合）酚羥基如：頭孢羥氨芐頭孢哌酮-內(nèi)酰胺類

4、青霉素的各種鹽的鑒別

焰色→鮮黃色

+醋酸氧鈾鋅→↓黃

Na+

焰色→紫色

+0.1%四苯硼鈉+Ac→↓白

K+第三節(jié)

氨基糖苷類抗生素的分析Section3TheAnalysisofAminoglycosideAntibiotics抗生素類藥物的分析一、化學(xué)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(一)化學(xué)結(jié)構(gòu)氨基糖苷類鏈霉胍N-甲基-L-葡萄糖胺鏈霉糖鏈霉雙糖胺鏈霉素氨基糖苷類慶大霉素絳紅糖胺三個(gè)結(jié)構(gòu)類似的慶大霉素C1,C2,C1a組成的混合物C1—R1=R2=CH3;C2—R1=CH3,R2=H;C1a—R1=R2=H脫氧鏈霉胺加洛糖胺1.氨基糖,氨基環(huán)醇——堿性鏈霉素——2個(gè)胍基,1個(gè)氨基慶大霉素——5個(gè)氨基可與礦酸或有機(jī)酸成鹽(臨床使用硫酸鹽)2.氨基糖,氨基環(huán)醇——旋光性(二)性質(zhì)氨基糖苷類3.苷鍵——水解(不穩(wěn)定性)鏈霉素、巴龍霉素、新霉素等(雙糖胺)苷元與雙糖胺之間的苷鍵在酸性或堿性條件下可水解變?yōu)檐赵c雙糖胺如,鏈霉素——鏈霉胍和鏈霉雙糖胺氨基糖苷類抗生素類藥物的分析4.UV吸收

鏈霉素的鏈霉胍在230nm有UV吸收,慶大霉素、奈替米星等無UV吸收氨基糖苷類二、鑒別試驗(yàn)(一)共同反應(yīng)(類別試驗(yàn))1.茚三酮反應(yīng)氨基糖苷類氨基糖苷結(jié)構(gòu)具羥基胺類和α-氨基酸的性質(zhì)可與茚三酮縮合成藍(lán)紫色縮合物。

2.Molisch試驗(yàn)氨基糖苷類抗生素類藥物的分析3.N-甲基葡萄糖胺反應(yīng):

水解產(chǎn)物N-甲基葡萄糖胺特有反應(yīng)（Elson-Morgan反應(yīng)）吡咯衍生物Ehrlich試劑(二)鏈霉素的特征反應(yīng)1.麥芽酚(Maltol)反應(yīng)氨基糖苷類鏈霉素在堿性溶液中，鏈酶糖經(jīng)分子重排，消除N—甲基葡萄糖胺及鏈酶胍，生成麥芽酚，麥芽酚可與鐵離子在微酸性溶液中形成紫紅色配位化合物。(二)鏈霉素的特征反應(yīng)氨基糖苷類

2.坂口(Sakaguchi)反應(yīng)本品水溶液，加氫氧化鈉試液，水解為鏈酶胍，與8—羥基喹啉作用，再加次溴酸鈉試液，生成橙紅色化合物。氨基糖苷類(二)鏈霉素的特征反應(yīng)第四節(jié)四環(huán)素類抗生素的分析Section4TheAnalysis

ofTetracyclineAntibiotics抗生素類藥物的分析包裝精美的“梅花K”產(chǎn)品和廣告

一、化學(xué)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(一)化學(xué)結(jié)構(gòu)四環(huán)素類四駢苯或萘駢萘的衍生物,氫化駢四苯環(huán)1243565a789101112四個(gè)取代基RR1R2R3四環(huán)素(TC)HOHCH3H金霉素(CTC)ClOHCH3H土霉素(OTC)HOHCH3OH多西環(huán)素HHCH3OHA環(huán)B環(huán)C環(huán)D環(huán)二甲氨基—N(CH3)2酚羥基酰胺基—CONH2酮基與烯醇共共軛酮基與烯醇基共軛雙鍵系統(tǒng)雙鍵系統(tǒng)

二、性質(zhì)

1、呈兩性：弱酸性——酚羥基、烯醇型羥基弱堿性——二甲胺基所以遇酸或堿均可成鹽ABCD2、吸濕性：含結(jié)晶水四環(huán)素：6個(gè)結(jié)晶水占19.6%土霉素：2個(gè)結(jié)晶水占7.5%

加熱時(shí)可失去結(jié)晶水,當(dāng)含水量低于19.6%的四環(huán)素和低于7.5%的土霉素,置于空氣中要吸收水分。3．

溶解度：

游離體在水中溶解度很小，溶解度與pH有關(guān)。pH4.5~7.2難溶于水,pH低于4或高于8時(shí),可以得到高濃度的水溶液.含多個(gè)手性碳——定性、定量4.旋光性5．

UV,熒光反應(yīng)：四環(huán)素類在紫外燈下產(chǎn)生熒光，其降解產(chǎn)物也具有熒光，可供鑒別。UV綠色熒光H+UV6．對氧化劑不穩(wěn)定：

對各種氧化劑都不穩(wěn)定，且堿性水溶液特別易氧化，顏色很快變深形成色素，干燥品較穩(wěn)定，但貯存時(shí)遇光可使顏色變深（因空氣氧化）。1)差向異構(gòu)化反應(yīng)，ETC

弱酸性（pH2.0~6.0）溶液中，A環(huán)上手性C4構(gòu)型的改變，發(fā)生差向異構(gòu)化，形成差向四環(huán)素。差向化速度的影響因素：

pH<2或pH>9時(shí)，差向化速度很小。高價(jià)的無機(jī)酸或有機(jī)酸根存在或陰離子濃度增加，差向化速度增大。＊四環(huán)素和金霉素很易差向異構(gòu)化，形成4-差向四環(huán)素、4-差向金霉素，他們的抗菌性極弱或完全消失。差向四環(huán)素pH2.0~6.0＊土霉素、多西環(huán)素由于C5上的羥基和二甲胺基形成氫鍵，不易發(fā)生差向異構(gòu)化。（土霉素不易差向異構(gòu)化）2）.酸性下降解反應(yīng)，ATC（脫水四環(huán)素類）在酸性（pH<2）時(shí)，C環(huán)上C6上羥基易脫落與C5a上的氫生成水，在C6-C5a間形成雙鍵。經(jīng)重排使C環(huán)芳構(gòu)化，生成脫水四環(huán)素類脫水四環(huán)素類亦可形成差向脫水四環(huán)素類四環(huán)素、土霉素和金霉素可發(fā)生脫水；多西環(huán)素（C6無OH）。脫水四環(huán)素3）.堿性下降解反應(yīng):(異四環(huán)素類)

在堿性下，C環(huán)打開，生成無活性的具有內(nèi)酯結(jié)構(gòu)的異四環(huán)素；若強(qiáng)堿性下加熱，可定量地轉(zhuǎn)化為異四環(huán)素，后者具有強(qiáng)烈熒光，可熒光法測定。多西環(huán)素不發(fā)生反應(yīng)，因C6無OH。7.與金屬離子絡(luò)合：

能與許多金屬離子（鋯Zr4+,鈾U6+,鋅Zn2+,銅Cu2+,鋁Al3+,鎂Mg2+，鈰Ce4+,鈷Co2+）形成有色絡(luò)合物。與FeCl3反應(yīng)：

四環(huán)素類酚羥基+FeCl3→

紅棕色（四環(huán)素）深褐色（金霉素）橙褐色（土霉素）8.與濃硫酸反應(yīng)：四環(huán)素類+濃H2SO4→

深紫色（四環(huán)素）藍(lán)色,迅速轉(zhuǎn)變?yōu)榫G（金霉素）朱紅色（土霉素）雜質(zhì)來源——異構(gòu)體及降解產(chǎn)物(ETC、ATC、EATC)檢查方法——HPLC四環(huán)素類三、特殊雜質(zhì)檢查(一)有關(guān)物質(zhì)降解產(chǎn)物及異構(gòu)雜質(zhì),會造成藥品質(zhì)量下降?？梢饜盒?、嘔吐、糖尿、蛋白尿及酸中毒，稱為Fanconi癥侯群。雜質(zhì)來源

——主要堿性下降解、氧化生成的有色產(chǎn)物檢查方法

——20~25℃;0.8%NaOH溶液,10mg/ml;L=4cm;A530nm≤0.12(5min)四環(huán)素類(二)雜質(zhì)吸光度(三)殘留有機(jī)溶劑四、含量測定UV——固體制劑溶出度HPLC——原料、制劑含量四環(huán)素類抗生素類藥物的分析掌握：β-內(nèi)酰胺類抗生素在不同條件下的水解產(chǎn)物。熟悉氨基糖苷類抗生素的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和鑒別試驗(yàn)方法。了解氨基糖苷類和四環(huán)素類抗生素的特殊雜質(zhì)及其檢查法；青霉素族抗生素中高分子雜質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)與質(zhì)量控制方法?；疽?．下列哪個(gè)藥物會發(fā)生羥肟酸鐵反應(yīng)

A.青霉素

B.慶大霉素

C.紅霉素

D.鏈霉素

E.維生素C2．中國藥典測定頭孢菌素類藥物的含量時(shí)，多數(shù)采用的方法是

A.微生物法

B.碘量法

C.汞量法

D.正相高效液相色譜法

E.反相高效液相色譜法3．屬于-內(nèi)酰胺類的抗生素藥物有

A.青霉素

B.紅霉素

C.頭孢菌素

D.慶大霉素

E.四環(huán)素4．能和茚三酮發(fā)生呈色反應(yīng)的物質(zhì)有

A．鏈霉素

B．慶大霉素

C．土霉素

D．氨基酸

E．苯巴比妥5．能發(fā)生重氮化一偶合反應(yīng)的抗