链霉素

7 O
5 6
N 1
S 3
2
CH3 CH3
COOH
Penicillins
RCOHN
H
H
5 S
8
7
6 N
O 12
HH
4
RCOHN 5 6
3
7N
CH2A
O1
4
3 2
R S
COOH
Cephalosporins
Carbapenems
青霉素类
头孢菌素类
碳青霉烯类
H3CO RCOHN
87
O
H
5 S
6
N
12
4
R1COHN
3
4
CH2A
O
R2 32
N 1 R3
Oxacephems
Monobactam
头霉素类
单环β-内酰胺类
理化性质
（1）酸性与溶解度；
（2）旋光性；
（3）紫外吸收光谱；
（4）-内酰胺环的不稳定性
R
O
N7
H
8
O
S
61 2
5
3
N4
COOH
CH2R1
结构特点与性质
（一）羧基 酸性
与碱金属(Na+、K+)成盐
㈡ 检查（Investigation）
1、影响产品稳定性的指标 ——结晶性、水份、酸碱度等
2、有机和无机杂质检查——澄清度与颜色、有关物质、 重金属等
3、与临床安全性密切相关的指标 ——异常毒性、热原、 降压物质等
4、其他检查——“悬浮时间与抽针试验”、其他共存组 分
㈢ 含量测定或效价测定(Potency) Determination
溶液中，展至顶部，凉干 展开剂:0.1M枸橼酸-0.2M磷酸氢二钠-丙酮（120：80：3） 供试液：本品 50mg/ml 对照液（1）:本品 0.5 mg/ml 对照液（2）:α-苯甘氨酸 0.5 mg/ml 对照液（3）:7-氨基去乙酰氧基头孢烷酸 0.5 mg/ml
结果判断：供试液如显杂质斑点，与对照液（2）（3）位置 相同上所的斑点比较，其颜色不得更深；如显其他杂质斑 点， 与对照液（1）所显的主斑点比较，其颜色不得更深。
R
弱酸性
N H
6
5
S
1
2
7 N4 3
CH3 CH3
O
H
COOH
强酸性环境
HOOC
HS
CH3
N
S
1
CH3
N
NH
CH3
N
2 N4 3
CH3
R
O
O
COOH R
H
COOH
青霉烯酸
青霉酸
酸性加热
CH2CONHCH2CHO
CH3
HgCl2
+
HS
C
CH3
H2N
C H
COOH
青霉醛
青霉胺
青霉素的降解产物
青霉噻唑酸－青霉素酶
容量法
法
优点 准确可靠、专属性高、操作简单、省时、样品用量少
适用 1、对结构已知或提纯的抗生素 范围 2、需要标准品对照
缺 1、不一定代表生物效价 点 2、易受杂质干扰
三、抗生素类药物的分类(Classification）
β－内酰胺类抗生素－青霉素、头孢菌素类
氨基糖苷类抗生素－链霉素、庆大霉素、卡那霉素等 四环素类抗生素－四环素、金霉素、土霉素等 大环内酯类抗生素－红霉素、麦迪霉素、螺旋霉素等 多烯大环类抗生素－制菌霉素、两性霉素B 多肽类抗生素－放线菌素、多黏菌素 苯烃胺类抗生素－氯霉素 蒽环类－阿霉素、紫红霉素等
Potency:是指每ml或每mg中含有某种抗生素有效成分的多少， 以u或μg表示。以抗生素对微生物的杀伤或抑制程度为指标来 判断效价的一种方法。
如：1mg的青霉素钠为1670单位；1mg的庆大霉素定为590单 位。（以上仅为理论效价，实验样品低于该理论效价）
1、微生物检定法
稀释法－配制含不同浓度药物平板，使用多头接种器接种细
第十一章 抗生素类药物的分析
（Analysis of Antibiotics Drugs）
第一节 概 述 第二节 -内酰胺类抗生素 第三节 氨基糖苷类抗生素 第四节 四环素类抗生素 第五节 抗生素类药物中高分子杂质的检查
第一节 概 述
一、抗生素药物的特点：
抗生素（antibiotics）是指“在低微浓度下即可对某些 生物的生命活动有特异性抑制作用的化学物质的总称”。 1．低化学纯度－同系物多、异构体多、降解物多； 2．活性组分易发生变异;活性组分的变异性－生产过程中条 件的变化； 3．稳定性差－不稳定性结构。
（二）有关物质和异构体
示例1：头孢呋辛酯中有关物质和异构体的检查 固定相：ODS 流动相：0.2mol/L磷酸二氢铵-甲醇（62:38） 1）头孢呋辛酯Δ2-异构体的制备：头孢呋辛酯对照品+流动 相 头孢呋辛酯Δ2-异构体。 2）系统适用性试验：各异构体之间的R>1.5，以头孢呋辛酯 A异构体计算n>1500。
易溶于水
CH2 COHN O
S CH3
N
CH3
COOK
Na
（二）手性C 旋光性 青霉素类 C3 C5 C6 头孢菌素类 C6 C7
﹡ 6
﹡
5
S
1
2
7N
O
4
﹡3
﹡﹡ 76
S
1
2
O
8
N
5
4
3
（三）共轭体系 UV
青霉素类 母核无明显UV 多数有苯环取代基
头孢菌素类 母核有共轭体系
S
N O
O
S N
（四）β–内酰胺环
3100~2600 1780 1690
归属
波数cm-1
归属
酚羟基和酰胺γO-H，N-
H
胺盐γN+-H
Β-内酰胺γC=O
仲酰胺γC=O
1585，1400 1620 1250
羧基离子γCOO-
苯环γC=C 酚羟基γC-O
VC =O
1800 ~ 1750 cm -1 β-内酰胺环
VC =O V = NH
青霉酸－强酸性环境
降 解
青霉烯酸－弱酸性环境
产 青霉醛－强酸性-加热 物
青霉胺－强酸性-加热/青霉素酶-重金属
二、鉴别反应 （一）色谱法
1、TLC法 对照品 相同条件
供试品
比较Rf和斑点颜色
2、HPLC法
对照品 供试品
相同条件
比较tR
（二）光谱法 1．红外光谱（IR）吸收
波数cm-1 3470，3180
1680 、1525 cm -1
3300 cm -1
酰胺
V - COOH 1600 、1410 cm -1 羧基
以阿莫西林IR图谱为例
3180cm-1
N-H
β–内酰胺 C=O
1780cm-1
3470cm-1 O-H
1250cm-1 C-O
1690cm-1 仲酰胺C=O
2、UV法
样品、分解产物
①利用最大吸收波长鉴定法；
β -内酰胺类 H 2 NOH ·HCl
NaOH
呈色
羟肟酸衍生物 H+ Fe3+/3
ROCHN O
S N (Z)
ROCHN
CH3
CH3
H2NOH•HCl
CH2R1 NaOH，C2H5OH O
S
C HN (Z) NHOH
CH3 CH3 CH2R
1
COONa
COOH
2. 类似肽键的反应——茚三酮反应 α-氨基
（-Lactam Antibiotics）
* 1. 青霉素类（PC） * 2. 头孢菌素类（CEP）
3. 头霉素 4. -内酰胺酶抑制剂 5. 其他
一、化学结构的特点： 1、分子结构的母核由A环（-内酰胺环）与B环（氢化噻唑
环式氢化噻嗪环）骈合而成： 青 霉 素 族 （ PC） 的 母 核 ： 6 - 氨 基 青 霉 烷 酸 （ 6 aminopenicillanic acid，简称6-APA）； 头 孢 菌 素 （ CEP） 族 的 母 核 ： 7 - 氨 基 头 孢 菌 烷 酸 （ 7 aminocephalosporanic acid，简称7-ACA）。
β-内酰胺类抗生素结构
O
H
H
R
N H
6
5S 1 2
CH3
7 N4 3
CH3
O
H
COOH
O H
R
N7
H
H S
61 2
8
5
3
N4
O
CH2R1
ROCHN O
COOH
S CH3
CH3
N (Z)
COOH
COOH
6-APA
青霉素族（PC）
7-ACA
头孢菌素族（CEP）
β-内酰胺类抗生素结构示例：
HH4
RCOHN
四、抗生素的生产与杂质来源
（一）抗生素的生产主要采用两种方法： （1）生物合成（发酵）：生物包括微生物（真菌、放线 菌、细菌等）、植物、动物。 （主要生产方法） （2）化学合成或半合成方法制取（少数生产方法）
（二）抗生素杂质的主要来源： （1）生产过程中带入 （2）贮藏过程中产生
第二节 -内酰胺类抗生素
CH2 COHN
NH2
O
S CH3
N
CH3
COOH
茚三酮
-氨基
蓝紫色
3. 双缩脲反应
- CONH-
似肽键
- 内酰胺类
碱性酒石酸铜 紫色
（开环分解）
4. 与重氮苯磺酸反应 头孢哌酮
酚羟基
- C6 H5 - OH
重氮苯磺酸 （偶合）
橙黄色
5. 与变色酸-硫酸反应
青霉素 阿莫西林 氨苄西林
羰基侧链含“-CH
二、抗生素类药物的质量分析
Quality Analysis/Quality Control-QA/QC
㈠ 鉴别试验Identification
1 ．显色反应——特殊基团的反应（β-内酰胺类的羟肟酸铁反应、 麦牙酚反应、坂口反应）
2 ．光谱法——特征吸收（IR、UV） 3 ．色谱法——保留行为（标准对照法） 4 ．生物学方法——抗菌能力（抗生素灭活前后的抑制菌能力）
四元环张力大
不稳定性因素
酰胺键易水解 干燥纯净 稳定
放置环境 水溶液 不稳定
青霉素类
某些氧化剂 酸、碱、青霉素酶
（某些金属离子） （温度）
降解 失效
O
青霉素的降解途径 R
青霉噻唑酸酰基羟胺酸
NH2OH
O
N H
6
5S 1 2
7 HN 4 3
CH3 CH3
O
OH H
COOH
青霉噻唑酸
青霉素酶
与 含 水 量 和 纯 度 密 切 相 关
（三）吸收度：
ChP中常用来控制本类抗生素的杂质含量。 示例：青霉素钠（钾）的吸收度检查： 供 试 液：1.80mg/ml， 结果判断：A280不得大于0.10（控制杂质量）；
A264应在0.80-0.88（检查药物量）。
四、含量测定-仪器分析法
本类药物多采用理化测定方法进行含量测定， Ch.P收载的主要方法有： HPLC法、电位配位滴定法、 可见 –紫外分光光度法、碘量法等。
2005年版Ch.P中收载的抗生素品种共有284个， 其中使用了HPLC法的品种有205个，约占70%。用 于检测的项目有：鉴别、有关物质检查、组分测定、 含量均匀度和含量测定。
（一）高效液相色谱法
原理：利用青霉素类抗生素在一定条件下在反相硅胶上的 保留行为的不同而实现高效分离，并与标准品相对照，而 对其进行定量的一种方法。 优化色谱分析条件 （1）Column -CN ODS C18 C8 -Ben （2）mobile phase/flow rate （3）column temperature （4）detection wavelength （5）workstation sample preparation
药物
检查项目
检查方法
头孢他啶
聚合物பைடு நூலகம்
HPLC法
头孢曲松钠
头孢哌酮钠
头孢噻肟钠
头孢呋辛酯 有关物质和异构体 HPLC法
头孢氨苄
有关物质
反相TLC法
青霉素钾（钠） 吸收度
紫外分光光度法
（一）聚合物 示例：以头孢他啶中头孢他啶聚合物的测定。 固定相：葡聚糖凝胶G-10（ 40-120µm ） 流动相A：3.5%硫酸铵的0.01mol/L磷酸盐缓冲液 流动相B：0.01%十二烷基硫酸钠 对照品溶液：头孢他啶对照品 100µg/ml 1）系统适用性试验：N不低于900，拖尾因子0.75-1.5，峰 面积的RSD应小于5.0%。 2）测定方法 ：以外标法计算，含头孢他啶聚合物以头孢他啶 计不得超过0.3%
3）异构体：
相对保留时间 2-r-1标2 1准=--物被ttRR测12 物
异构体 相对保留时间 判断
B异构体 0.85 A异构体 1.0
供试液谱图中A异构体的峰面积 与A、B异构体峰面积和之比应为0.48~0.55。
异构体 B
头孢呋辛
异构体 A
示例2：头孢氨苄中有关物质的检查-反相TLC法 固定相：活化后的硅胶G板置5%（V/V）正十四烷的正己烷
2
-”H2SO4 HCHO
△（分解）
活泼“-CH2-”
变色酸 显色
（四）各种盐的反应
1. K+、Na+的火焰反应
焰色→鲜黄色 Na+
+ 醋酸氧铀锌→↓黄
焰色→紫色 K+
+ 0.1%四苯硼钠 + Ac→↓白
三、特殊杂质的检查
本类抗生素的特殊杂质主要有高分子聚合物、 有关物质、异构体等，一般采用HPLC法控制其限 量，也有采用测定杂质的吸收度来控制杂质量的。
菌，经孵育后观察细菌生长情况，以抑制细菌生长的琼脂平
方 板所含药物浓度测得最低抑菌浓度(MIC)。 法 种 比浊法－标准曲线法。 类
管碟琼脂扩散法－抑菌圈。标准曲线法或者标准对照法，以
抑菌圈直径为横坐标，含药浓度为纵坐标。
灵敏度高、需用量少
特 适用范围广－纯品、不纯品、已知的和新的 点
可一次测定同类型抗生素的总效价－无需分离纯化，与临床 的应用要求一致
②水解产物的最大吸收波长鉴定法。
光谱图 , λ max , λ min , 头孢氨苄 λmax = 262nm
E
1% 1 cm
,
A
青霉素V钠 A280nm/A264nm = 1.30～1.50
苯唑西林钠
H+ Cu2+
苯唑青霉烯酸 A 339 nm
（三）呈色反应 1、 羟肟酸铁反应 β-内酰胺类
操作繁琐、费时费力 是结构复杂和多组分抗生素效价测
缺 误差较大
定的首先方法
点
培养时间长
2、物理化学法
仪 High-performance liquid chromatography（HPLC）
器 Liquid chromatography-Mass spectrometry（LC-MS）
分
析
UV
方