抗生素药物的质量分析以及各类抗生素的特点及应用
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高温
青霉素水溶液在pH 6～6.8时较稳定
例 青霉素的降解反应
H2O/OHˉ 青霉噻唑酸
青霉素酶
青
H2O
HgCl2
青霉酸
霉 pH2
100℃
素 pH4
青霉烯酸
青霉醛 青霉胺 CO2
NH2OH α–青霉噻唑酰基羟胺酸
头 孢 菌 素 酸 内 、 类 酰 碱 胺 酶、 降 失 胺类 解 效
(头孢噻吩钠水溶液25℃24h失活8%)
2. 茚三酮反应
CH2 COHN
NH2
O
S CH3
N
CH3
COOH
氨基 茚 三 酮 蓝紫色 △
CO C= O
CO
茚三酮
R H2N CH COOH
CO
C NCH2 R
CO 酮式
CO C NH2
C OH
+
CO C= O
CO
茚三酮
H2 O
缩合
CO
C N CHR
C 烯醇式
OH
CO
CO
CNC
C
CO
CH2 CONH
NH2
O
S
N
CH3
COOH
头孢氨苄
CH2 CONH
NH2
O
S
N
CH3
COOH
头孢拉定
HO
CH2 CONH
NH2
O
S
N
CH3
COOH
头孢羟氨苄
S
S
CH2 CONH
ON
CH2OCOCH3
COONa
头孢噻吩钠
（一）羧基
酸性：pKa值在2.5~2.8之间 与碱金属(Na+、K+)成盐后，易溶于水
1. TLC法
供 对试 照 品 品 相 同 条 比 件较 Rf和斑点颜 2.HPLC法
羰 基 侧 C 链 H ” H 含 S O “ HC
△（分解）
变色酸
显色
S
HO
CH COHN
NH2
ON SO 3H
硫酸Δ
HCHO
HO
变色酸
HO
（缩合） S O 3 H
CH3
CH3 COOH
SO3H
HO3S
HO
CH
OH
HO
OH
SO3H
HO3S
5. 与重氮苯磺酸反应
酚羟基 C H O H 重 （ 偶合 氮 ） 苯 橙 磺 黄
缺点 1、操作繁琐 2、培养时间长 3、测定误差大
3.化学及物理化学方法
优点：1. 准确度高 2. 简单、快速
缺点 1.易受杂质干扰 2.不一定代表生物效价
只有当用物理化学法测定的结果与用 生物学法测定的效价相一致时，才能 用物理化学法测定
三、抗生素的分类
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、多烯大环类 、多肽类、苯烃胺类、蒽环类、其 他抗生素类
CH2 COHN O
S CH3
N
CH3
COOK
Na
与有机碱(普鲁卡因)成盐，难溶于水
CH2 COHN O
S CH3
N
CH3
COOH
NH2
C2H5 2NCH2CH2OOC
普鲁卡因青霉素
（二）旋光性
**
65
S
43
7N
O
1
2
*
青霉素类
**
76
S
54
O
8
N
1
2
3
头孢菌素类
（三）共轭体系
S N O
青霉素类
母核无明显UV 多数有苯环取代基 水解产物(青酶烯酸)有UV
COOH
头孢菌素类
S N O
COOH
母核有共轭体系
（四）β–内酰胺环的不稳定性
不稳定 因素
酰胺键易水解 四元环张力大
干燥条件下： 稳定 水溶液：不稳定（pH6～6.8时较稳定）
氧化剂
青霉素某类 酸 些、 金碱 属、离 青 子霉 素 降 失酶 解 效
OO H5C2 N N CONH CH CONH
O
OH
头孢哌酮
S
N
NN
CH2S
N
COOH
N
CH3
OH NaO3S
（偶合）
N NCl
O H5C2 N
NaO3S
O
N CONH CH CONH
O NN
OH
S
N
NN
CH2S
N
COOH
N
CH3
橙黄色
（二）各种盐的反应 K+、Na+的火焰反应
（三）色谱法 对照品对照法
OH 蓝紫色
3. 双缩脲反应---β-内酰胺类
CONH
似肽键
内酰 胺 碱 性 类 酒 石紫 酸铜 红色
（开环分解）
NH2
OH HO C N
CH2 COHN
S
COONa CH3
CH3
CH2 NH2
COHN
S
HO C N OH
Cu OH 2 CH3
CH3 COONa
紫红色
4. 与变色酸-硫酸反应
抗生素药物的质量分析以及各 类抗生素的特点及应用
（一）鉴别
显色反应 光谱法 色谱法
检查灭活前后的抑菌能力
发酵液中含有：无机盐、脂Байду номын сангаас、各种
蛋白质、色素、热原、毒性物质、微
生物、各种降解产物等杂质
（二）检查：
异常毒性检查 细菌内毒素检查 热原检查
降压物质检查 无菌检查
组分分析 杂质吸收度 聚合物
悬浮时间与抽针试验
HO
CH2 COHN
NH2
O
S CH3
N CH3 COOH
阿莫西林 （羟氨苄青霉素）
CH2 COHN O
S CH3
N
CH3
COOH
NH2
C2H5 2NCH2CH2OOC
普鲁卡因青霉素
头孢菌素类
S
RCO NH 7 6 5 4 8 N1 2 3
O
CH2R1
COOH
母核（7-氨基头孢菌烷酸）
7-ACA
二、鉴 别 （一）呈色反应
1. 羟肟酸铁反应
内酰 H 胺 N O 类 H H Cl
NaOH
羟肟酸衍生物
呈色
H+
Fe3+/3
S ON
H2NOH HCl O NaOH,C2H5OH
S C NH NHOH
S
Fe3+/3 H+
O
C NH
3+
Fe 3
NH
O （红、棕、褐）
哌拉西林
取本品10mg，加水2ml与盐酸羟胺 溶液3ml ，振摇溶解后，放置5分钟， 加酸性硫酸铁铵试液1ml，摇匀，显 红棕色。
例：1 mg青霉素钠＝1670单位 1 mg庆大霉素=590单位
1 mg青霉素钾=1670*356.4/372.5=1598单 位
标示量表示方法： 例：青霉素V钾片每片含量250
mg(400000单位)
2. 微生物检定法
测定抗生素抑菌或杀菌的能力。
方法：管碟法和浊度法
优点 1、与临床效果一致 2、灵敏度高 3、干扰物质少
第二节 β–内酰胺类抗生素
分类 青霉素族 头孢菌素族
一、结构与性质
RN
O O
α Sβ
6
5
N7
1
4 3 2
COOH
母核：6-氨基青霉烷酸 6-APA
青霉素类
CH2 COHN O
S CH3
N
CH3
COOH
青霉素 （青霉素G、苄青霉素）
CH2 COHN
NH2
O
S CH3
N
CH3
COOH
氨苄西林 （氨苄青霉素）
注射用普鲁卡因青霉素
悬浮时间与抽针试验：取本品1 瓶， 按每40万单位加水1ml 使成混悬液， 摇匀，静置2 分钟，不得有颗粒下沉 或明显的分层。用装有4号针头的注 射器抽取，应能顺利通过，不得阻 塞。
(三) 含量测定或效价测定
1.抗生素活性表示方法 效价单位：每毫升或每毫克中含有某种抗
生素的有效成分的多少。 表示方法：单位u 或 µg
青霉素水溶液在pH 6～6.8时较稳定
例 青霉素的降解反应
H2O/OHˉ 青霉噻唑酸
青霉素酶
青
H2O
HgCl2
青霉酸
霉 pH2
100℃
素 pH4
青霉烯酸
青霉醛 青霉胺 CO2
NH2OH α–青霉噻唑酰基羟胺酸
头 孢 菌 素 酸 内 、 类 酰 碱 胺 酶、 降 失 胺类 解 效
(头孢噻吩钠水溶液25℃24h失活8%)
2. 茚三酮反应
CH2 COHN
NH2
O
S CH3
N
CH3
COOH
氨基 茚 三 酮 蓝紫色 △
CO C= O
CO
茚三酮
R H2N CH COOH
CO
C NCH2 R
CO 酮式
CO C NH2
C OH
+
CO C= O
CO
茚三酮
H2 O
缩合
CO
C N CHR
C 烯醇式
OH
CO
CO
CNC
C
CO
CH2 CONH
NH2
O
S
N
CH3
COOH
头孢氨苄
CH2 CONH
NH2
O
S
N
CH3
COOH
头孢拉定
HO
CH2 CONH
NH2
O
S
N
CH3
COOH
头孢羟氨苄
S
S
CH2 CONH
ON
CH2OCOCH3
COONa
头孢噻吩钠
（一）羧基
酸性：pKa值在2.5~2.8之间 与碱金属(Na+、K+)成盐后，易溶于水
1. TLC法
供 对试 照 品 品 相 同 条 比 件较 Rf和斑点颜 2.HPLC法
羰 基 侧 C 链 H ” H 含 S O “ HC
△（分解）
变色酸
显色
S
HO
CH COHN
NH2
ON SO 3H
硫酸Δ
HCHO
HO
变色酸
HO
（缩合） S O 3 H
CH3
CH3 COOH
SO3H
HO3S
HO
CH
OH
HO
OH
SO3H
HO3S
5. 与重氮苯磺酸反应
酚羟基 C H O H 重 （ 偶合 氮 ） 苯 橙 磺 黄
缺点 1、操作繁琐 2、培养时间长 3、测定误差大
3.化学及物理化学方法
优点：1. 准确度高 2. 简单、快速
缺点 1.易受杂质干扰 2.不一定代表生物效价
只有当用物理化学法测定的结果与用 生物学法测定的效价相一致时，才能 用物理化学法测定
三、抗生素的分类
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、多烯大环类 、多肽类、苯烃胺类、蒽环类、其 他抗生素类
CH2 COHN O
S CH3
N
CH3
COOK
Na
与有机碱(普鲁卡因)成盐，难溶于水
CH2 COHN O
S CH3
N
CH3
COOH
NH2
C2H5 2NCH2CH2OOC
普鲁卡因青霉素
（二）旋光性
**
65
S
43
7N
O
1
2
*
青霉素类
**
76
S
54
O
8
N
1
2
3
头孢菌素类
（三）共轭体系
S N O
青霉素类
母核无明显UV 多数有苯环取代基 水解产物(青酶烯酸)有UV
COOH
头孢菌素类
S N O
COOH
母核有共轭体系
（四）β–内酰胺环的不稳定性
不稳定 因素
酰胺键易水解 四元环张力大
干燥条件下： 稳定 水溶液：不稳定（pH6～6.8时较稳定）
氧化剂
青霉素某类 酸 些、 金碱 属、离 青 子霉 素 降 失酶 解 效
OO H5C2 N N CONH CH CONH
O
OH
头孢哌酮
S
N
NN
CH2S
N
COOH
N
CH3
OH NaO3S
（偶合）
N NCl
O H5C2 N
NaO3S
O
N CONH CH CONH
O NN
OH
S
N
NN
CH2S
N
COOH
N
CH3
橙黄色
（二）各种盐的反应 K+、Na+的火焰反应
（三）色谱法 对照品对照法
OH 蓝紫色
3. 双缩脲反应---β-内酰胺类
CONH
似肽键
内酰 胺 碱 性 类 酒 石紫 酸铜 红色
（开环分解）
NH2
OH HO C N
CH2 COHN
S
COONa CH3
CH3
CH2 NH2
COHN
S
HO C N OH
Cu OH 2 CH3
CH3 COONa
紫红色
4. 与变色酸-硫酸反应
抗生素药物的质量分析以及各 类抗生素的特点及应用
（一）鉴别
显色反应 光谱法 色谱法
检查灭活前后的抑菌能力
发酵液中含有：无机盐、脂Байду номын сангаас、各种
蛋白质、色素、热原、毒性物质、微
生物、各种降解产物等杂质
（二）检查：
异常毒性检查 细菌内毒素检查 热原检查
降压物质检查 无菌检查
组分分析 杂质吸收度 聚合物
悬浮时间与抽针试验
HO
CH2 COHN
NH2
O
S CH3
N CH3 COOH
阿莫西林 （羟氨苄青霉素）
CH2 COHN O
S CH3
N
CH3
COOH
NH2
C2H5 2NCH2CH2OOC
普鲁卡因青霉素
头孢菌素类
S
RCO NH 7 6 5 4 8 N1 2 3
O
CH2R1
COOH
母核（7-氨基头孢菌烷酸）
7-ACA
二、鉴 别 （一）呈色反应
1. 羟肟酸铁反应
内酰 H 胺 N O 类 H H Cl
NaOH
羟肟酸衍生物
呈色
H+
Fe3+/3
S ON
H2NOH HCl O NaOH,C2H5OH
S C NH NHOH
S
Fe3+/3 H+
O
C NH
3+
Fe 3
NH
O （红、棕、褐）
哌拉西林
取本品10mg，加水2ml与盐酸羟胺 溶液3ml ，振摇溶解后，放置5分钟， 加酸性硫酸铁铵试液1ml，摇匀，显 红棕色。
例：1 mg青霉素钠＝1670单位 1 mg庆大霉素=590单位
1 mg青霉素钾=1670*356.4/372.5=1598单 位
标示量表示方法： 例：青霉素V钾片每片含量250
mg(400000单位)
2. 微生物检定法
测定抗生素抑菌或杀菌的能力。
方法：管碟法和浊度法
优点 1、与临床效果一致 2、灵敏度高 3、干扰物质少
第二节 β–内酰胺类抗生素
分类 青霉素族 头孢菌素族
一、结构与性质
RN
O O
α Sβ
6
5
N7
1
4 3 2
COOH
母核：6-氨基青霉烷酸 6-APA
青霉素类
CH2 COHN O
S CH3
N
CH3
COOH
青霉素 （青霉素G、苄青霉素）
CH2 COHN
NH2
O
S CH3
N
CH3
COOH
氨苄西林 （氨苄青霉素）
注射用普鲁卡因青霉素
悬浮时间与抽针试验：取本品1 瓶， 按每40万单位加水1ml 使成混悬液， 摇匀，静置2 分钟，不得有颗粒下沉 或明显的分层。用装有4号针头的注 射器抽取，应能顺利通过，不得阻 塞。
(三) 含量测定或效价测定
1.抗生素活性表示方法 效价单位：每毫升或每毫克中含有某种抗
生素的有效成分的多少。 表示方法：单位u 或 µg