Главная

Популярная публикация

Научная публикация

Случайная публикация

Обратная связь

ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:






Характеристика антибиотиков




Термин «антибиотик» был впервые предложен С.А. Ваксманом (США). Под этим термином он подразумевал вещества, образуемые микроорганизмами и обладающие антимикробным действием (от лат. «анти»-- противо и «биос» -- жизнь), т. е. действующие против основных жизненных свойств микробов. В дальнейшем вещества, обладающие антибиотическими свойствами, были обнаружены в растениях -- фитонциды (В.П. Токин), крови человека и животных -- эритрин (Л.А. Зильбер в Л.М. Якобсон) и других природных источниках. В связи с этим понятие «антибиотик» расширилось, и в настоящее время под антибиотиками следует понимать специфические продукты жизнедеятельности, обладающие высокой физиологической активностью по отношению к определенным группам микроорганизмов (вирусам, бактериям, актиномицетам, грибам, водорослям, протозоа) или к злокачественным опухолям, избирательно задерживая их рост или полностью подавляя развитие.

Начало развития науки об антибиотиках относится к 40-м годам нашего столетия, когда было открыто сильное химиотерапевтическое средство против бактериальных инфекций -- пенициллин.

В результате большой работы советских ученых и медицинской промышленности СССР в сравнительно короткое время было организовано производство всех важнейших антибиотиков, имеющих значение для медицинской практики.

Работа по изысканию антибиотиков требует тесного сотрудничества микробиологов (изыскание продуцентов новых антибиотиков), химиков (выделение активно действующих веществ из культуральной жидкости продуцентов), химиотерапевтов, фармакологов, гистологов, испытывающих лечебное действие новых антибиотиков в опытах на животных.

В этом комплексе необходимо также участие инженеров и технологов, располагающих специальным оборудованием, необходимым для получения образцов новых антибиотиков в количествах, требуемых для дальнейшего изучения.

Для успешной работы в этом направлении в нашей стране были созданы специализированные научные институты: НИИ по изысканию новых антибиотиков АМН СССР, Ленинградский НИИ антибиотиков; Всесоюзный НИИ антибиотиков Министерства медицинской промышленности СССР, и др.

Развитие отечественной науки об антибиотиках (изыскание, установление строения, разработка производственных методов получения) связано с именами крупнейших советских ученых: 3.В. Ермольевой, М.М. Шемякина, Г.Ф. Гаузе, М.Т. Бражниковой, А.С. Хохлова, С.М. Навашина и многих других.

Известно уже около 3000 антибиотических веществ, из которых химиотерапевтическим действием обладает около 300.

По своей химической природе антибиотики представляют органические соединения, относящиеся к самым различным классам соединений.

Антибиотики, в отличие от других продуктов жизнедеятельности, имеют два характерных свойства:

· проявляют высокую биологическую активность по отношению к чувствительным к ним организмам. Даже в очень небольших концентрациях они проявляют высокое физиологическое действие, например пенициллин оказывает бактерицидное- действие в отношении чувствительных к нему бактерий в концентрации 0,000001 г/мл;

· обладают избирательностью действия. Каждый антибиотик проявляет свое действие лишь по отношению к отдельным», вполне определенным организмам или к группам организмов, не проявляя при этом заметного действия на другие формы микроорганизмов. Например, пенициллин задерживает развитие лишь некоторых грамположительных бактерий (кокков, стрептококков и др.) и не оказывает действия на грамотрицательные бактерии, грибы или другие группы микроорганизмов. Таким образом, каждый антибиотик характеризуется своим специфическим, антимикробным спектром действия.

1.2 Производство антибиотиков

Производственное получение антибиотиков, как правило, осуществляется путем биосинтеза и имеет много общих стадий, основными из которых являются: подбор высокопроизводительных штаммов и питательных сред; процесс биосинтеза; выделение антибиотика из культуральной жидкости и его очистка.

Интенсивность биосинтеза того или другого антибиотика зависит в первую очередь от свойств штамма продуцента. Природные штаммы в большинстве своем малоактивны и не могут использоваться для промышленных целей. Поэтому после отбора наиболее активного природного штамма продуцента антибиотика для повышения его продуктивности применяют различные приемы и методы, основанные на законах генетики.

Большое значение для биосинтеза антибиотика имеет подбор рационального состава питательных сред, которые определяются в соответствии со штаммом продуцента. У каждого штамма потребность в источниках питания неодинакова, поэтому состав питательных сред не может быть постоянным для всех продуцентов.

В настоящее время для промышленного получения всех антибиотиков применяют исключительно «глубинный» метод. Эта значит, что мицелий растет во всей массе среды, а не только на; ее поверхности, что достигается путем непрерывного энергичного перемешивания и аэрации (продувания воздухом) всей массы среды. Применяемый для аэрации воздух должен быть стерильным и раздробленным на очень мелкие пузырьки, чтобы кислород мог хорошо растворяться в среде и усваиваться микроорганизмами.

Методы выделения и очистки антибиотиков весьма разнообразны и определяются химической природой антибиотика. В основном используются ионообменная хроматография и другие современные физико-химические методы.

1.3 Методы анализа антибиотиков

Для качественной идентификации антибиотиков, в отличие от ряда групп природных соединений (алкалоиды, гликозиды), не существует общих, групповых реакций. Различные антибиотики дают те или другие реакции, преимущественно цветные.

Для идентификации антибиотиков в настоящее время широко используется спектральная характеристика.

Для количественного определения антибиотиков используются различные методы: биологические, химические, физико-химические.

Биологические методы основаны на непосредственном биологическом действии антибиотика на применяемый тест-микроорганизм, чувствительный к данному антибиотику.

Из биологических методов количественного определения антибиотиков наибольшее распространение получил метод диффузии в агар с турбидиметрическим определением, основанным на измерении концентрации клеток тест-микроба, образующих определенную оптическую плотность среды (мутность) в результате их роста в присутствии небольшого количества антибиотиков.

Недостатками биологических методов контроля являются затраты большого количества времени на анализ, а также зависимость точности результатов анализа от многих внешних факторов.

В последние годы широкое распространение для количественного определения антибиотиков получили химические и физико-химические методы, из которых наибольшее применение имеют фотоколориметрический и спектрофотометрический методы. Последние основаны на использовании определенных свойств антибиотиков: цветные реакции, появление или исчезновение характерных полос в УФ- или ИК-областях спектра под воздействием различных реагентов (кислот, щелочей и др.).

 

6.4. Иллюстративный материал слайды с уравнениями химических процессов по теме лекции, таблицы с показателями качества рассматриваемых препаратов.

Литература

Основная литература:

1. Арзамасцев А.П. Фармацевтическая химия: учебное пособие, 3-е изд., испр. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008. – 640 с.

2. Беликов В.Г. Фармацевтическая химия: учебное пособие, 2-е изд. – М.: МЕДпресс-информ, 2008. – 616 с.

3. Руководство к лабораторным занятиям по фармацевтической химии: Э.Н. Аксенова, О.П. Андрианова, А.П. Арзамасцев и др. – М.: Медицина, 2001. – 384 с.

4. Государственная фармакопея Республики Казахстан: первое издание. – 1 том. – Астана: Изд. дом «Жибек жолы», 2008. – 592 с.

Дополнительная литература:

1. Анализ лекарственных смесей / Под ред. А.П. Арзамасцева, В.М. Печенникова, Г.М. Родионова и др. – М.: Компания Спутник+, 2000. – 275 с.

2. Арыстанова Т.А., Ордабаева С.К. Стандартизация лекарственных средств: учебное пособие. – Алматы, 2002. – 98 с.

3. Государственный реестр лекарственных средств. – М.: 2001. – 1277 с.

4. Бейсенбеков А.С., Шаншаров Г.Б., Галымов Е.Г., Бейсенбеков Н.А. Стандартизация лекарств: учебное пособие. – Алматы, 2008. – 167 с.

5. Государственная фармакопея СССР: Х издание. – М.: Медицина, 1968. – 1079 с.

6. Государственная фармакопея СССР: XI издание. – М.: Медицина, 1987. – Т.1. – 334 с.

7. От субстанции к лекарству: учебное пособие / Под ред. чл.-корр. НАН Украины В.П. Черных. – Харьков: изд-во НФаУ «Золотые страницы», 2005. – 1244 с.

 

Контрольные вопросы

1. Какую роль в организме человека играют антибиотики?

2. Определение антибиотиков?

3. Методы анализа антибиотиков?

4. Производство антибиотиков?

 

 

6.1.Тема. №38. Классификация антибиотиков по механизму и направленности действия; химическая классификация.
6.2. Цель сформировать у студентов знания по лекарственным препаратам антибиотиков.методам анализа и свойствам данных лекарственных веществ.

Тезисы лекции

Основные классификации антибиотиков

В основу классификации антибиотиков положено несколько разных принципов.

По способу получения их делят:

· на природные;

· синтетические;

· полусинтетические (на начальном этапе получают естественным путем, затем синтез ведут искусственно).

Продуценты антибиотиков:

· по преимуществу актиномицеты и плесневые грибы;

· бактерии (полимиксины);

· высшие растения (фитонциды);

· ткани животных и рыб (эритрин, эктерицид).

По направленности действия:

· антибактериальные;

· противогрибковые;

· противоопухолевые.

По спектру действия -- числу видов микроорганизмов, на которые действуют антибиотики:

· препараты широкого спектра действия (цефалоспорины 3-го поколения, макролиды);

· препараты узкого спектра действия (циклосерин, линкомицин, бензилпенициллин, клиндамицин). В некоторых случаях могут быть предпочтительнее, так как не подавляют нормальную микрофлору.

1.5 Классификация по химическому строению

По химическому строению антибиотики делятся на:

· бета-лактамные антибиотики;

· аминогликозиды;

· тетрациклины;

· макролиды;

· линкозамиды;

· гликопептиды;

· полипептиды;

· полиены;

· антрациклиновые антибиотики.

Основу молекулы бета-лактамных антибиотиков составляет бета-лактамное кольцо. К ним относятся:

1. пенициллины - группа природных и полусинтетических антибиотиков, молекула которых содержит 6-аминопенициллановую кислоту, состоящую из 2 колец -- тиазолидонового и бета-лактамного. Среди них выделяют:

· биосинтетические (пенициллин G -- бензилпенициллин);

· аминопенициллины (амоксициллин, ампициллин, бекампи-циллин);

· полусинтетические "антистафилококковые" пенициллины (оксациллин, метициллин, клоксациллин, диклоксациллин, флуклоксациллин), основное преимущество которых -- устойчивость к микробным бета-лактамазам, в первую очередь стафилококковым;

2. цефалоспорины -- это природные и полусинтетические антибиотики, полученные на основе 7-аминоцефалоспориновой кислоты и содержащие цефемовое (также бета-лактамное) кольцо,

т. е. по структуре они близки к пенициллинам. Они делятся на иефалоспорины:

· 1-го поколения -- цепорин, цефалотин, цефалексин;

· 2-го поколения -- цефазолин (кефзол), цефамезин, цефаман-дол (мандол);

· 3-го поколения -- цефуроксим (кетоцеф), цефотаксим (кла-форан), цефуроксим аксетил (зиннат), цефтриаксон (лонга-цеф), цефтазидим (фортум);

· 4-го поколения -- цефепим, цефпиром (цефром, кейтен) и др.;

3. монобактамы -- азтреонам (азактам, небактам);

4. карбопенемы -- меропенем (меронем) и имипинем, применяемый только в комбинации со специфическим ингибитором почечной дегидропептидазы циластатином -- имипинем/цилас-татин (тиенам).

Аминогликозиды содержат аминосахара, соединенные гликозидной связью с остальной частью (агликоновым фрагментом) молекулы. К ним относятся:

· синтетические аминогликозиды -- стрептомицин, гентамицин (гарамицин), канамицин, неомицин, мономицин, сизомицин, тобрамицин (тобра);

· полусинтетические аминогликозиды -- спектиномицин, амика-цин (амикин), нетилмицин (нетиллин).

Основу молекулы тетрациклинов составляет полифункциональное гидронафтаценовое соединение с родовым названием тетрациклин.Среди них имеются:

· природные тетрациклины -- тетрациклин, окситетрациклин (клинимицин);

· полусинтетические тетрациклины -- метациклин, хлортетрин, доксициклин (вибрамицин), миноциклин, ролитетрациклин.

Препараты группы макролидов содержат в своей молекуле мак-роциклическое лактоновое кольцо, связанное с одним или несколькими углеводными остатками. К ним относятся:

· эритромицин;

· олеандомицин;

· рокситромицин (рулид);

· азитромицин (сумамед);

· кларитромицин (клацид);

· спирамицин;

· диритромицин.

К линкозамидам относятся линкомицин и клиндамицин. Фармакологические и биологические свойства этих антибиотиков очень близки к макролидам, и, хотя в химическом отношении это совершенно иные препараты, некоторые медицинские источники и фармацевтические фирмы - производители химиопрепаратов, например делацина С, относят линкозамины к группе макролидов.

Препараты группы гликопептидов в своей молекуле содержат замещенные пептидные соединения. К ним относятся:

· ванкомицин (ванкацин, диатрацин);

· тейкопланин (таргоцид);

· даптомицин.

Препараты группы полипептидов в своей молекуле содержат остатки полипептидных соединений, к ним относятся:

· грамицидин;

· полимиксины М и В;

· бацитрацин;

· колистин.

Препараты группы полиенов в своей молекуле содержат несколько сопряженных двойных связей. К ним относятся:

· амфотерицин В;

· нистатин;

· леворин;

· натамицин.

К антрациклиновым антибиотикам относятся противоопухолевые антибиотики:

· доксорубицин;

· карминомицин;

· рубомицин;

· акларубицин.

Есть еще несколько достаточно широко используемых в настоящее время в практике антибиотиков, не относящихся ни к одной из перечисленных групп: фосфомицин, фузидиевая кислота (фузидин), рифампицин.

1.6 Классификация антибиотиков по механизму антимикробного действия

По механизму антимикробного действия антибиотики можно разделить на следующие группы:

· ингибиторы синтеза клеточной стенки (муреина);

· вызывающие повреждение цитоплазматической мембраны;

· подавляющие белковый синтез;

· ингибиторы синтеза нуклеиновых кислот.

К ингибиторам синтеза клеточной стенки относятся:

· бета-лактамные антибиотики -- пенициллины, цефалоспорины, монобактамы и карбопенемы;

· гликопептиды-- ванкомицин, клиндамицин.

Механизм блокады синтеза бактериальной клеточной стенки ванкомицином. отличается от такового у пенициллинов и цефалоспоринов и соответственно не конкурирует с ними за места связывания. Поскольку пептидогликана нет в стенках животных клеток, то эти антибиотики обладают очень низкой токсичностью для макроорганизма, и их можно применять в высоких дозах (мегатерапия).

К антибиотикам, вызывающим повреждение цитоплазматической мембраны (блокирование фосфолипидных или белковых компонентов, нарушение проницаемости клеточных мембран, изменение мембранного потенциала и т. д.), относятся:

· полиеновые антибиотики -- обладают ярко выраженной противогрибковой активностью, изменяя проницаемость клеточной мембраны путем взаимодействия (блокирования) со стероидными компонентами, входящими в ее состав именно у грибов, а не у бактерий;

· полипептидные антибиотики.

Самая многочисленная группа антибиотиков -- подавляющие белковый синтез. Нарушение синтеза белка может происходить на всех уровнях, начиная с процесса считывания информации с ДНК и кончая взаимодействием с рибосомами -- блокирование связывания транспортной т-РНК с ЗОБ-субъединицами рибосом (аминогликозиды), с 508-субъединицами рибосом (макролиды) или с информационной и-РНК (на 308-субъединице рибосом -- тетрациклины). В эту группу входят:

· аминогликозиды (например, аминогликозид гентамицин, угнетая белковый синтез в бактериальной клетке, способен нарушать синтез белковой оболочки вирусов и поэтому может обладать противовирусным действием);

· макролиды;

· тетрациклины;

· хлорамфеникол (левомицетин), нарушающий синтез белка микробной клеткой на стадии переноса аминокислот на рибосомы.

Ингибиторы синтеза нуклеиновых кислот обладают не только антимикробной, но и цитостатической активностью и поэтому используются как противоопухолевые средства. Один из антибиотиков, относящихся к этой группе, -- рифампицин -- ингибирует ДНК-зависимую РНК-полимеразу и тем самым блокирует синтез белка на уровне транскрипции.

2. Пенициллины

2.1 Характеристика пенициллинов

В основе строения природных и синтетических пенициллинов лежит 6-аминопенициллановая кислота (6-АПК), в структуру которой входят два конденсированных гетероцикла -- азетидиновый и тиазолидиновый, имеющие общий атом азота:

В молекуле пенициллина три асимметрических атома углерода -- 3-, 5-, 6-й.

Механизм действия пенициллинов связан с ингибированием биосинтеза белков клеточных стенок грамположительных бактерий (стрептококков, стафилококков, пневмококков). При этом происходит дезактивация клеточной транспептидазы, катализирующей поперечное сшивание белков. Фермент ошибочно принимает структуру пенициллина за дипептиды, составленные из б-аминокислот -- серина, цистеина и валина:

Развитие резистенции к пенициллинам связано с синтезом микроорганизмами фермента пенициллиназы, катализирующей раскрытие лактамного цикла пенициллинов. При этом пенициллины превращаются из производных 6-аминопенициллановой кислоты в производные пенициллоиновой кислоты. Аналогичное раскрытие цикла происходит под действием кислот, что делает невозможным пероральное применение пенициллина:

Из природных пенициллинов наименьшую токсичность проявляет бензилпенициллин. В настоящее время синтезированы и широко применяются полусинтетические пенициллины, устойчивые к действию кислот и лактамаз. Среди них в первую очередь следует упомянуть феноксиметилпенициллин, ампициллин, амоксициллин.

Некоторые бета-лактамные антибиотики, полученные полусинтетическим путем (оксациллин, клоксациллин, диклоксациллин, метициллин, новые поколения цефалоспоринов) устойчивы в отношении бета-лактамаз и действуют на штаммы резистентных микроорганизмов.

В последнее время созданы специфические ингибиторы бета-лактамаз (клавулановая кислота, сульбактам):

Эти соединения, подобно бета-лактамным антибиотикам, содержат лактамное кольцо и способны необратимо ингибировать бета-лактамазы. При этом сами ингибиторы бета-лактамаз обладают весьма слабой антимикробной активностью. Но при сочетании их с антибиотиками создают условия для проявления антимикробных свойств. Комбинированное применение их с антибиотиками повышает устойчивость и активность последних. Применение ингибиторов бета-лактамаз позволило создать ряд высокоэффективных комбинированных антибиотических препаратов (уназин, аугметин, тазомицин и др.).

2.2 Синтез и получение пенициллинов

Пенициллины могут быть выделены из природных материалов биосинтетически или комбинацией методов биологического и химического синтеза.

При промышленном производстве пенициллинов сначала получают аминопенициллановую кислоту из культуры плесневого гриба Pйnicillium chrysogenum или Pйnicillium notatum, а затем микробиологическим или химическим способом проводят ацилирование аминогруппы карбоновой кислотой или ее хлорангидридом:

Отобранные для микробиологического синтеза в результате селекции промышленные штаммы плесени позволяют получать более 3 мг/мл бензилпенициллина за 90--120 ч ферментации, что в сотни раз больше, чем удавалось получать пенициллина из природный штаммов. В состав питательной среды обычно входит 1-- 4% кукурузного экстракта, 3--5% лактозы, 1--2% глюкозы, 0,2--0,5% животного или растительного жира, небольшие количества минеральных солей.

При биосинтезе пенициллинов в питательную среду добавляют вещества - «предшественники», которые используются плесневым грибом для замещения атома водорода в аминогруппе молекул пенициллинов. В частности, при производстве бензилпенициллина предшественником служит фенилуксусная кислота или ее производные, для биосинтеза феноксиметилпенициллина -- феноксиуксусная кислота и т.д. Однако не любой радикал может быть введен в молекулу пенициллинов таким способом.

Исследование биосинтеза пенициллина с помощью меченых атомов позволило установить, что формирование молекулы осуществляется за счет содержащихся в питательной среде аминокислот (цистеина, валина) и соответствующих веществ - «предшественников».

Процесс биосинтеза пенициллинов происходит в асептических условиях при непрерывной аэрации воздухом, температуре около 24°С, рН 6,0--6,5 и должен сопровождаться постоянным перемешиванием. Наличие жира в питательной среде оказывает пеногасящее действие и одновременно стимулирует процесс биосинтеза пенициллинов.

Выделение пенициллина из культуральной жидкости осуществляют фильтрованием или центрифугированием. Вначале мицелий и нерастворимые минеральные соли отделяют от культуральной жидкости. Очистку культуральной жидкости и выделение из нее пенициллина последовательно проводят способом замены растворителя:

Отделяют пенициллины друг от друга различными способами: адсорбционной хроматографией (на активированном угле или оксиде алюминия); распределительной хроматографией (на силикагеле) или противоточным распределением. Воду из растворов удаляют при температуре от --20 до --30°С и глубоком вакууме (лиофильная сушка) или пользуясь распылительной сушилкой, что позволяет предотвратить разложение. Кристаллические соли высокой степени чистоты получают перекристаллизацией из органических растворителей.

Особенно широко для очистки пенициллинов применяют ионообменную сорбцию. Суть метода состоит в том, что водные растворы антибиотиков пропускают через колонки с ионообменными смолами (катионитами или анионитами). В зависимости от химических свойств антибиотика и вида смолы на ней будет сорбироваться либо антибиотик, либо содержащиеся в растворе примеси. Подбирая соответствующие условия сорбции, достигают высокой степени очистки.

Бензилпенициллин и созданные на его основе многочисленные лекарственные формы отличаются наиболее высокой химиотерапевтической эффективностью и наименьшей токсичностью. Однако бета-лактамный цикл бензилпенициллина легко разрушается под действием фермента пенициллиназы (бета-лактамазы), продуцируемой многими микроорганизмами. Эти обстоятельства послужили предпосылкой создания полусинтетических пенициллинов. Решение такой сложной проблемы стало возможным,после выделения в 1957 г. 6-аминопенициллановой кислоты (6-АПК), являющейся "ядром" пенициллина. Получают 6-АПК из бензилпенициллина (или других пенициллинов), воздействуя ферментом пенициллинацилазой, продуцируемым бактериями. Реже используют химические методы расщепления пенициллинов до 6-АПК. Процесс происходит по схеме:

Извлекают 6-АПК из водного гидролизата экстракцией или с помощью ионообменной хроматографии.

На основе 6-АПК синтезировано большое количество полусинтетических пенициллинов, представляющих собой ацильные производные. В качестве ацилирующих агентов используют хлорангидриды карбоновых кислот:

Некоторые из синтезированных полусинтетических пенициллинов, сохраняя высокую эффективность и низкую токсичность бензилпенициллина, приобрели новые качества, например, повышение устойчивости и расширение спектра действия. В результате разработаны и внедрены в производство такие полусинтетические пенициллины, как оксациллин, ампициллин» карбенициллин, диклоксациллин, карфециллин и др.

2.3 Свойства пенициллинов

В настоящее время из многочисленных известных природных пенициллинов медицинское применение имеет натриевая, калиевая, новокаиновая соли бензилпенициллина и феноксиметилпенициллин. Полусинтетические пенициллины характеризуются наличием в молекуле ароматического или гетероциклического радикала. Из них наиболее широко применяют ампициллин, оксациллин, карбенициллина динатриевую соль, карфециллина натриевую соль

По физическим свойствам препараты природных пенициллинов и их синтетические аналоги представляют собой белые или почти белые кристаллические порошки без запаха. Натриевая и калиевая соли бензилпенициллина слегка гигроскопичны. Карбенициллина динатриевая соль гигроскопична, а феноксиметилпенициллин негигроскопичен.

Натриевая и калиевая соли бензилпенициллина, натриевые соли оксациллина и карфециллина, динатриевая соль карбенициллина очень легко или легко растворимы в воде. Новокаиновая соль бензилпенициллина, феноксиметилпенициллин и ампициллин мало или очень мало растворимы в воде. Натриевая и калиевая соли бензилпенициллина, феноксиметилпенициллин растворимы в этиловом и метиловом спиртах, новоканновая соль бензилпенициллина мало в них растворима. В этаноле натриевая соль карфециллина практически нерастворима, натриевая соль оксациллина трудно растворима» а динатриевая соль карбенициллина медленно растворима. Препараты, представляющие собой натриевые и калиевые соли пенициллинов, а также ампициллин практически нерастворимы в хлороформе и эфире. Феноксиметилпенициллин умеренно растворим в хлороформе, новокаиновая соль бензилпенициллина трудно в нем растворима.

2.4 Определение подлинности

Подлинность препаратов пенициллинов подтверждают с помощью УФ- и ИК-спектрофотометрии. НТД рекомендует устанавливать значения оптических плотностей растворов солей бензилпенициллина при длинах волн 280 и 263 нм, разность между которыми должна быть не менее 0,72. У феноксиметилпенициллина при 268 и 274 нм имеются максимумы поглощения, а при 272 нм -- минимум поглощения, причем отношение оптических плотностей раствора препарата при длинах волн 268 и 274 нм должно быть в пределах 1,21--1,24. Для растворов ампициллина устанавливают значения оптических плотностей в максимумах (256, 261, 267 нм) и минимумах (255, 260, 266 нм) поглощения. ИК-спектры препаратов пенициллина идентифицируют по совпадению с максимумами светопоглощения соответствующих стандартных образцов в области 4000--400 см-1.

Важная физическая константа препаратов пенициллинов -- удельное вращение водных или спиртовых растворов. Все они вращают плоскость поляризованного луча вправо (см. табл. 3).

Для испытания подлинности препаратов пенициллинов и их полусинтетических аналогов используют цветную реакцию, основанную на разрыве бета-лактамного цикла и образовании медной соли гидроксамовой кислоты (осадок зеленого цвета):

С солями железа (III) гидроксамовая кислота образует внутри- комплексные соли красного цвета.

В препаратах пенициллинов можно обнаружить органически связанную серу после превращения ее в сульфид-ион сплавлением с едкими щелочами.

Поскольку соли бензилпенициллина очень слабо диссоциируют в растворах, для обнаружения ионов натрия или калия необходимо предварительно минерализовать препарат путем сжигания в тигле. Затем остаток растворяют в воде и фильтруют. Фильтрат испытывают на ион натрия или калия с помощью соответствующих реакций. Новокаиновую соль бензилпенициллина подвергают испытанию на первичные ароматические амины

Препараты пенициллина отличают друг от друга по различной окраске продуктов реакции с хромотроповой кислотой в присутствии концентрированной серной кислоты. Ампициллин, благодаря наличию в молекуле остатка фениламиноуксусной кислоты, дает положительную реакцию с нингидрином подобно аминокислотам, а при взаимодействии с реактивом Фелинга приобретает фиолетовое окрашивание.

Феноксиметилпенициллин отличают от других пенициллинов по отрицательной реакции с концентрированной серной кислотой. Раствор остается бесцветным и после нагревания на водяной бане.

Реактив Марки (раствор формальдегида в концентрированной серной кислоте) используют для идентификации феноксиметилпенициллина. Наличие в его молекуле феноксиуксусной кислоты обусловливает образование красного окрашивания смеси препарата с реактивом. При нагревании на водяной бане наблюдается усиление интенсивности окраски. Другие пенициллины не образуют окрашенных продуктов при комнатной температуре, а при нагревании приобретают желтое или желто-бурое окрашивание (ампициллин), красно-коричневое окрашивание (соли бензилпенициллина).

Соли бензилпенициллина дают положительную реакцию Витали--Морена подобно производным тропана. При выпаривании их смеси с дымящей азотной кислой и последующем гфибавлении спиртового раствора гидроксида калия и ацетона появляется фиолетовое окрашивание. Если к раствору калиевой или натриевой соли бензилпенициллина прибавлять по каплям 25%-ный раствор соляной кислоты, то в осадок выпадает свободный бензилпенициллин, растворимый в избытке соляной кислоты, а также в этаноле, хлороформе, эфире. Соли бензилпенициллина при кипячении в 4%-ном растворе гидроксида натрия гидролизуются с образованием натриевой соли фенилуксусной кислоты, которая после добавления избытка разбавленной серной кислоты обнаруживается по характерному запаху.

Для идентификации и фотоколориметрического определения солей бензилпенициллина, феноксиметилпенициллина, натриевой соли оксациллина используют реакцию, основанную на образовании полиметиновых красителей. Бензилпенициллин подвергают кислотному гидролизу до бензилпеницилленовой кислоты, Она вступает в реакцию сочетания с производным глютаконового альдегида, который образуется (рН 4,9) в результате расщепления пиридинового цикла под действием тиоцианата хлора. Последний предварительно получают при взаимодействии хлорамина Б и тиодианата аммония.

В соответствии с требованиями НТД препараты пенициллинов и их полусинтетических аналогов подвергают испытаниям на токсичность, пирогенность, стерильность (ГФ XI, вып.2, с. 182, 183, 187), а натриевую и калиевую соли бензилпенициллина также на термостабильность.

Количественное определение по ГФ состоит из двух этапов: определения суммы пенициллинов и установления содержания соответствующего препарата.

При анализе препаратов природных пенициллинов (натриевой, калиевой, новокаиновой солей бензилпенициллина и феноксиметилпенициллина) сумму пенициллинов определяют иодометрическим методом. Сущность способа заключается в том, что продукт инактивации пенициллина (1M раствором гидроксида натрия при комнатной температуре) -- натриевую соль пенициллоиновой кислоты -- окисляют иодом. Процесс окисления необходимо проводить при pH 4,5 (ацетатный буфер).

Схема инактивации и окисления на примере бензилпенициллина:

Определение суммы пенициллинов выполняют обратным йодометрическим методом. Избыток 0,01 М раствора йода титруют раствором тиосульфата натрия той же концентрации после 20 мин пребывания ее в темном месте (индикатор крахмал). Одновременно проводят контрольный опыт с тем же количеством препарата, не подвергнутого щелочному гидролизу, а также йодометрическое определение ГСО соответствующего препарата. Все полученные результаты используют при проведении расчета содержания препарата.






Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

vikidalka.ru - 2015-2024 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных