抗生素类药物分析

第十一章抗生素类药物的分析第一节概述抗生素的定义抗生素是细菌、放线菌和真菌等微生物的代谢产物，对各种病原微生物有强大的抑制或杀灭作用。抗生素的来源1.生物合成（发酵）2.化学合成或半合成抗生素质量的复杂性产品稳定性差分子结构大多不稳定，降解后疗效下降、失效或增加毒副作用发酵过程不易控制易受污染生产工艺复杂发酵液中杂质无机盐、脂肪、各种蛋白质、各种降解产物、色素、热原、毒性物质增加异常毒性、细菌内毒素、热原、降压物质、无菌[检查]含量测定方法（一）生物学方法测定抗生素抑菌或杀菌的能力优点1、与临床效果一致2、灵敏度高3、干扰物质少缺点1、操作繁琐2、培养时间长2、测定误差大（二）化学及物理化学方法以理化方法测定主药含量优点1.准确度高2.简单、快速1.不一定代表生物效价缺点2.易受杂质干扰分类（按结构与性质）：β–内酰胺类、氨基糖苷类、四环素类、大环内酯类、氯霉素类、多肽类、抗肿瘤类林可霉素类、其他抗生素类NSCH3CH3COOHOHN1234567RCO母核（6-氨基青霉烷酸）第二节β–内酰胺类抗生素青霉素类头孢菌素类7654321NONHSCH2R1COOH母核（7-氨基头孢菌烷酸）?RCOCONSOHNCOOHCH3CH3CH2青霉素（青霉素G、苄青霉素）NH2CONSOHNCOOHCH3CH3CH2氨苄西林（氨苄青霉素）阿莫西林（羟氨苄青霉素）NH2CONSOHNCOOHCH3CH3HOCH2C2H52NCH2CH2OOCNSOHNCOOHCH3CH3OCCH2NH2普鲁卡因青霉素头孢氨苄NONHSCH3COOHOCNH2CH2头孢拉定CH2NH2CONONHSCH3COOH头孢羟氨苄NONHSCH3COOHOCNH2CH2HO头孢噻吩钠SCH2CONONHSCH2OCOCH3COONaNSOHNCOOKCH3CH3OCCH2酸性结构与性质一、Na与碱金属(Na+、K+)成盐（一）羧基易溶于水与有机碱(普鲁卡因)成盐难溶于水普鲁卡因青霉素C2H52NCH2CH2OOCNSOHNCOOHCH3CH3OCCH2NH2NSO1234567（二）手性C87654321NOS(5%头孢唑啉钠溶液–18～–24°)20D］［头孢菌素类C6C7青霉素类C3C5C6旋光性﹡﹡﹡﹡﹡（三）共轭体系NSO头孢菌素类母核有共轭体系青霉素类母核无明显UV多数有苯环取代基NOSUV青霉素钠UV7-20（四）β–内酰胺环水溶液不稳定干燥纯净稳定不稳定性因素四元环张力大酰胺键易水解（某些金属离子）（温度）失效降解青霉素类酸、碱、青霉素酶某些氧化剂例青霉素的降解反应青霉素青霉噻唑酸H2O/OHˉ青霉素酶青霉酸H2OpH2100℃α–青霉噻唑酰基羟胺酸NH2OH青霉烯酸pH4青霉胺CO2青霉醛HgCl2失效降解头孢菌素类酸、碱、胺类内酰胺酶二、K+、Na+反应（一）鉴别焰色→鲜黄色+醋酸氧铀锌→↓黄Na+焰色→紫色+0.1%四苯硼钠+Ac→↓白K+（二）呈色反应1.羟肟酸铁反应β-内酰胺类NaOHHClNOHH内酰胺类呈色羟肟酸衍生物Fe3+/3H+NSONSCOHNHOHH2NOHHClNSCHNHOFe3+3OH+Fe3+/3（红、棕、褐）2、与H2SO4-HNO3反应亮黄红棕黄色头孢噻肟钠头孢噻吩钠头孢氨苄HNOSOH头孢菌素类NH2CONSOHNCOOHCH3CH3CH23.茚三酮反应蓝紫色氨基茚三酮△α-氨基α-氨基、伯胺某些羟基胺类酮式烯醇式茚三酮茚三酮缩合蓝紫色+H2OCNCH2RCOH2RCHH2NCOOH2OHCCOCOCOHNH2CCOCOCOCOHCNCCOCOCOCOHCHRNCCOCOCO4.双缩脲反应β-内酰胺类CONH紫内酰胺类碱性酒石酸铜（开环分解）似肽键2OHCONH2CuCOHNCCH3COONaCH3SNHNCH3CH3COONaCSNOHOHOOCH2NH2CH2HH蓝紫色5.与变色酸-硫酸反应活泼“-CH2-”青霉素阿莫西林氨苄西林HCHOCHSOH”羰基侧链含“△（分解）变色酸显色NH2CONSOHNCOOHCH3CH3HOCH2变色酸阿莫西林HCHOSOH150℃（缩合）色褐SO3HSO3HHOHOSO3HSO3HHOHOOHOHHO3SHO3SCHHCHO（缩合）6.与重氮苯磺酸反应橙黄色重氮苯磺酸OHHC（偶合）酚羟基头孢哌酮SNOHCONHCHCONHH5C2OONNOCOOHCH2SNNNNCH3NClNNaO3SOH（偶合）NNNNCH3SNOHCONHCHCONHH5C2OONNOCOOHCH2SNNNaO3S7.与铜盐反应CuSOHAc头孢氨苄橄榄绿色NaOH专属反应（三）沉淀反应1.遇酸→↓白青霉素青霉素钠　青霉素钾　H在过量HCl或有机溶剂中溶解2.有机胺盐反应（1）重氮化-偶合反应青霉素普鲁卡因普鲁卡因青霉素H重氮化-偶合反应红芳伯氨基C2H52NCH2CH2OOCNSOHNCOOHCH3CH3OCH+C2H52CH2NH2H2NCOOCH2CH2N普鲁卡因普鲁卡因青霉素NCH2CH2OOC2C2H5N+Cl-N2C2H5COOCH2CH2NNH2HClNaNO2（2）与三硝基苯酚反应三硝基苯酚二苄基乙二胺苄星青霉素NaOH△二苄基乙二胺mp三硝基苯酚H2OHOH-HCONSOHNCOOHCH3CH3CH2CH2NCH2CH2NHCH2OHNO2O2NNO2CH2NCH2CH2NHCH2光谱法（四）1、UV法A,Emin,max,,%1cm1光谱图样品、分解产物nm339HA苯唑青霉烯酸苯唑青霉素Cu2+头孢氨苄λmax=262nm青霉素V钠A280nm/A264nm=1.30～1.50NOCONHCH3NOSCH3CH3COONaNOCHCH3OCOCNHNCHHCCH3CH3SHCHCOOHCu2+pH3.8△氯唑青霉素3410.682双氯青霉素3420.653苯唑青霉素3391.328max%1cm1E(nm)ml/g502、IR法117401815cm~VOC116901710cm~VOCβ-内酰胺环酰胺3、NMR法利用不同结构的原子核在D2O中有不同的NMR光谱进行鉴别JP以吸收峰频率对峰强度进行作图主要研究原子核的磁化性质及其在外磁场中的运动规律硫酸庆大霉素NMR谱7-08硫酸庆大霉素NMR色谱法（五）1、TLC法对照品对照法和斑点颜色比较供试品对照品相同条件fR2、HPLC法Rt比较供试品对照品相同条件精密称取样品0.1009g，置250ml碘瓶中，加水10ml，振摇使溶解，精密加溴滴定液(0.1mol/L)25.0ml，再加盐酸5ml，立即密塞并振摇1分钟，在暗处静置15分钟后，注意微开瓶塞，加碘化钾试液10ml，立即密塞，摇匀后，用硫代硫酸钠滴定液（0.09863mol/L）滴定，至近终点时，加淀粉指示液，继续滴定至蓝色消失，消耗硫代硫酸钠滴定液(0.09863mol/L)13.80ml，并将滴定结果用空白试验校正，空白试验消耗硫代硫酸钠滴定液（0.09863mol/L）21.64ml。每1ml溴滴定液(0.1mol/L)相当于13.01mg的C12H17N2NaO3。NSOHNCOOKCH3CH3OCCH2酸性结构与性质一、Na与碱金属(Na+、K+)成盐（一）羧基易溶于水与有机碱(普鲁卡因)成盐难溶于水普鲁卡因青霉素C2H52NCH2CH2OOCNSOHNCOOHCH3CH3OCCH2NH2NSO1234567（二）手性C87654321NOS(5%头孢唑啉钠溶液–18～–24°)20D］［头孢菌素类C6C7青霉素类C3C5C6旋光性（三）共轭体系NSO头孢菌素类母核有共轭体系青霉素类母核无明显UV多数有苯环取代基NOSUV青霉素钠UV7-20（四）β–内酰胺环水溶液不稳定干燥纯净稳定不稳定性因素四元环张力大酰胺键易水解（某些金属离子）（温度）失效降解青霉素类酸、碱、青霉素酶某些氧化剂例青霉素的降解反应青霉素青霉噻唑酸H2O/OHˉ青霉素酶青霉酸H2OpH2100℃α–青霉噻唑酰基羟胺酸NH2OH青霉烯酸pH4青霉胺CO2青霉醛HgCl2失效降解头孢菌素类酸、碱、胺类内酰胺酶(头孢噻吩钠水溶液25℃24h失活8%)二、K+、Na+反应（一）鉴别焰色→鲜黄色+醋酸氧铀锌→↓黄Na+焰色→紫色+0.1%四苯硼钠+Acˉ→↓白K+（二）呈色反应1.羟肟酸铁反应β-内酰胺类NaOHHClNOHH内酰胺类呈色羟肟酸衍生物Fe3+/3H+NSONSCOHNHOHH2NOHHClNSCHNHOFe3+3OH+Fe3+/3（红、棕、褐）例：ChP(2000)头孢哌酮[鉴别]取本品10mg，加水2ml与盐酸羟胺溶液[取34.8%盐酸羟胺溶液1份，醋酸钠-氢氧化钠溶液1份，乙醇4份]3ml，振摇溶解后，放置5min，加酸性硫酸铁铵试液1ml，摇匀，显红棕色。2、与H2SO4-HNO3反应蓝绿色红棕黄色头孢噻啶头孢噻吩钠头孢氨苄HNOSOH头孢菌素类NH2CONSOHNCOOHCH3CH3CH23.茚三酮反应蓝紫色氨基茚三酮△α-氨基、伯胺某些羟基胺类酮式烯醇式茚三酮茚三酮缩合蓝紫色+H2OCNCH2RCOH2RCHH2NCOOH2OHCCOCOCOHNH2CCOCOCOCOHCNCCOCOCOCOHCHRNCCOCOCO4.双缩脲反应β-内酰胺类CONH紫内酰胺类碱性酒石酸铜（开环分解）似肽键2OHCONH2CuCOHNCCH3COONaCH3SNHNCH3CH3COONaCSNOHOHOOCH2NH2CH2HH蓝紫色5.与变色酸-硫酸反应活泼“-CH2-”青霉素阿莫西林氨苄西林HCHOCHSOH”羰基侧链含“△（分解）变色酸显色变色酸阿莫西林HCHOSOH150℃（缩合）NH2CONSOHNCOOHCH3CH3HOCH2色褐SO3HSO3HHOHOSO3HSO3HHOHOOHOHHO3SHO3SCHHCHO（缩合）6.与重氮苯磺酸反应橙黄色重氮苯磺酸OHHC（偶合）酚羟基头孢哌酮SNOHCONHCHCONHH5C2OONNOCOOHCH2SNNNNCH3NClNNaO3SOH（偶合）NNNNCH3SNOHCONHCHCONHH5C2OONNOCOOHCH2SNNNaO3S7.与铜盐反应CuSOHAc头孢氨苄橄榄绿色NaOH专属反应（三）沉淀反应1.遇酸→↓白青霉素青霉素钠　青霉素钾　H在过量HCl或有机溶剂中溶解2.有机胺盐反应（1）重氮化-偶合反应青霉素普鲁卡因普鲁卡因青霉素H重氮化-偶合反应红芳伯氨基C2H52NCH2CH2OOCNSOHNCOOHCH3CH3OCH+C2H52CH2NH2H2NCOOCH2CH2N普鲁卡因普鲁卡因青霉素NCH2CH2OOC2C2H5N+Cl-N2C2H5COOCH2CH2NNH2HClNaNO2（2）与三硝基苯酚反应三硝基苯酚二苄基乙二胺苄星青霉素NaOH△二苄基乙二胺mp三硝基苯酚H2OHOH-HCONSOHNCOOHCH3CH3CH2CH2NCH2CH2NHCH2OHNO2O2NNO2CH2NCH2CH2NHCH2光谱法（四）1、UV法A,Emin,max,,%cm光谱图样品、分解产物头孢氨苄λmax=262nm青霉素V钠A280nm/A264nm=1.30～1.50苯唑青霉烯酸苯唑青霉素HCu2+nmANOCONHCH3