10(抗生素类药物的分析)

CH3 C CH C
pH 4.6
O OH 61
3. 按作用机制分类
4. 按化学结构和性质分类
细菌 广谱 抑制转肽酶交联方式 β －内酰胺类 枯草菌 青霉素、头孢类 多烯大环类 青霉素
+ 氨基糖苷类 真菌 G 抑制蛋白质合成过程 青霉素类、头孢类、 红霉素（金葡菌） 多肽类 红霉素
四环素类 G 影响细胞膜通透性 灰黄霉素 卡那霉素、庆大霉素 苯烃胺类 多粘菌素
突跃2
CH3
C
CH C O
1:1
S NH2 O Hg
NaOH
S C N O CH3 CH3 COONa
CH2 COHN NaO
pH4.6 Hg(NO3)2
突跃1
（RS） 2 Hg
pH4.6 Hg(NO3)2
CH3 SH NH2
2:1
脱羧 pH4.6
S N CH3 CH3 COOH
CH2 CONH CH2
Na+
+ 醋酸氧铀锌→ ↓黄
40
例 青霉素钠 （附录 Ⅲ）。
ChP（2005）
【鉴别】（4）本品显钠盐的火焰反应
例 青霉素钾 （附录 Ⅲ）。
ChP（2005）
【鉴别】（3）本品显钾盐的火焰反应
41
3. 有机胺盐的特殊反应
（1）普鲁卡因的反应 重氮化-偶合
芳伯氨基
CH2 COHN
芳香第一胺类反应
水解
以理化方法测定主药含量，按有 效物质的质量计算的测定方法
优点
*准确度高 *简便快速
缺点
*不一定代表生物效价 *易受杂质干扰
*仅用于己知药物
11
例
ChP（2005）【含量测定】
青霉素类
滴定法
UV HPLC法
汞量法 碘量法
微生物检定法 头孢菌素类 HPLC法
12
三、抗生素的分类
1. 按产生菌分类
2. 按抗菌谱分类
【检查】异常毒性
热原
细菌内毒素 降压物质
无菌
6
例 盐酸四环素 【检查】酸度 溶液的澄清度 有关物质 干燥失重 杂质吸光度 热原 无菌
ChP（2005）
7
（三）含量测定
1. 生物学方法
以生物学方法或生化方法测定
生理活性物质，并按效价单位（IU）
计算的测定方法 抗生素微生物检定法
8
例
磺苄西林钠
ChP（2005）
采用标准品平行操作
54
RCOHN O N
S
CH 3 CH 3 COOH
RCOHN Na OOC S NH
NaOH
第一步
CH3 CH3 COONa
第二步
4 I2 + 5 H 2 O + 2 HCl
CH COOH 2 C + 8 HI + 2 NaCl + CH 3 SO H NHCOR 3
CH 3
CH COOH NH 2
NH2
普鲁卡因青霉素 普鲁卡因 CH 3 S
N
· HCl CH3 NaNO 2
碱性β-COOH 萘酚 (C2H5)2NCH2CH2OOC
42
红色
O
例
普鲁卡因青霉素
ChP（2000）
【鉴别】（3）本品显芳香第一胺类的鉴别反
应（附录Ⅲ）。
附录Ⅲ 一般鉴别试验 芳香第一胺类反应 取供试品约50mg，加稀盐酸 1ml，必要时缓缓煮沸使溶解，放冷，加0.1mol/L 亚硝酸钠溶液数滴，滴加碱性β-萘酚试液数滴， 视供试品不同，生成由橙黄到猩红色沉淀。
生产工艺复杂 *发酵过程不易控制
*发酵过程易受污染
稳定性差
*分子结构多不稳定 *降解后 疗效↓ 失效 毒副作用↑ 3
二、抗生素药物的质量分析方法
（一）鉴别
1. 理化法 （1）化学法
（2）仪器法
2. 生物学法
对照品法
4
例
青霉素钠
ChP（2000）
【鉴别】（1）取本品与已知含量的青霉素适
量，分别加水制成每1ml中约含50mg的溶液，各
取1ml，加入不少于200单位的青霉素酶溶液1ml，
在37℃灭活1小时后，取灭菌滤纸片，分别用上述
溶液浸湿后，用滤纸吸去多余的液体，置摊布金
黄色葡萄球菌 [CMCC（B）26003] 的培养基上。
在37℃培养约16小时后均无抑菌作用，而用同一
5
方法检查未经青霉素酶灭活的溶液均有抑菌作用。
（二）检查 常增加“安全性检查”
放线菌 链霉素 绿脓杆菌 大环内酯类 阿莫西林 蒽环类等
13
第二节
β－内酰胺类抗生素
青霉素类
青霉素钠（钾） 氨苄西林（钠）
头孢菌素类
头孢氨苄 头孢羟氨苄
阿莫西林（钠）
普鲁卡因青霉素
头孢拉啶
头孢噻吩钠
14
一、结构与性质
（一）结构
RCO HN O N S CH3 CH3
氢化 噻唑环 氢化 噻嗪环 头孢菌素类
mol/L氢氧化钠溶液1ml，放置20分钟，再加1mol
/L盐酸溶液1ml与醋酸-醋酸钠缓冲液（pH4.5）5
ml，精密加入碘滴定液（0.01mol/L）15ml，密塞
，摇匀，在20～25℃暗处放置20分钟，用硫代硫
酸钠滴定液（0.01mol/L）滴定，
57
近终点时加淀粉指示液，继续滴定并强力振摇， 至蓝色消失；另精密量取供试品溶液5ml，置碘
（头孢噻吩钠水溶液25℃24h失活8%）
31
青霉素的降解反应
青霉素
OHˉ HgCl2
△
pH2
H+ orHgCl2
pH4
青霉噻唑酸
△ H+
青霉胺
-CO2
青霉烯酸
H+ or醇
-CO2
HgCl2
脱羧青霉 噻唑酸
青霉醛
青霉二酸
32
不同pH条件下青霉素钠降解情况
pH
2 3 4 5 6 7 8 9
24℃
10 11
35
S N O
O OH
H 2 NOH HCl
S C N NH HO
S O
3+ Fe 3
H+
Fe3+/3
C N NH O
36
例 磺苄西林钠
ChP（2000）
【鉴别】（1）取本品约20mg，加水15ml溶
解后，加盐酸羟胺试液与氢氧化钠试液各2ml，
放置5分钟后，加盐酸溶液（1→100）3ml与三氯
*β-内酰胺类水解产物可与汞发 生定量反应
59
青霉素类 青霉噻唑酸水解 青霉胺 水解
ChP（2000） 青霉素钾 青霉素钠 苯唑西林钠 普鲁卡因青霉素 氯唑西林钠
pH 4.6 Hg
2
OH

OH

青霉胺络汞
60
Leabharlann Baidu CH2 COHN N O
S
CH3 CH3 COONa
青霉胺络汞
CH3
化铁试液1ml，随即振摇，即显赤褐色。
例 头孢哌酮 ChP（2005）
【鉴别】（1）取本品约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。
37
（二）各种盐的鉴别
1. 沉淀反应
青霉素钾 H 青霉素 青霉素钠
有机溶剂
过量HCl
溶解
38
例 青霉素钠 青霉素钾 【鉴别】（2）取本品约0.1g，加水5ml溶解后 ，加稀盐酸2滴，即生成白色沉淀；此沉淀能在乙
ChP（2000）
醇、醋酸戊酯、氯仿、乙醚或过量的盐酸中溶解。
39
2. K+、Na+的反应
K+ 火焰 → 紫色
附录Ⅲ
+ 0.1%四苯硼钠 + HAc→ ↓白 火焰 → 鲜黄色
S N CH2R1 COOH15
COOH
青霉素类
RCO NH
-内酰胺环
O
青霉素类
手性C
RCO HN
酰胺 侧链 不稳定
S
CH3
O
* * N
*
CH3 COOH
酸性
16
6-氨基青霉烷酸 （6-APA）
青霉素G（苄青霉素）
S N O
青霉素钾 青霉素钠
CH2 COHN
CH3 CH3 COOH
（ K） （Na ）
第十章
抗生素类药物的分析
1
第一节 概述 * 生物合成（发酵） * 化学合成或半合成
一、抗生素药物的特点 抗生素
细菌 放线菌 真菌
是指由微生物所产生、
极微量即具有选择性地抑制或杀灭其
他微生物的一类有机化合物。
2
控制抗生素质量的复杂性
发酵液中含有各种无机盐、脂肪、蛋白质、
降解产物、色素、热原、毒性物质
43
（2）二苄基乙二胺的反应
苄星青霉素 二苄基乙二胺 m.p.
44
OH
苦味酸
苄星青霉素
CH2 COHN O N S CH3 CH3 COOH CH2 CH2
H NCH2CH2NH
OH
-
苦味酸
OH O2N CH2 CH2 NO2
45
NO2 H2O
H NCH2CH2NH
（三）硫酸及硫酸-甲醛反应 （四）UV法
46
（五）IR法 β－内酰胺环上的羰基伸缩 振动增强而向高波数方向位移
VCO
1815 ~ 1740cm
1
47
CH 2
C OHN O N
S
CH 3 CH 3 COONa
48
青霉素钠
HO
CH CONH NH 2 O N
S
CH 3 CH 3 COOH
阿莫西林
【含量测定】 精密称取本品适量，用灭菌水
制成每1ml中约含1000单位的溶液，照抗生素微
生物检定法（附录Ⅺ A）测定。1000磺苄西林单
位相当于1mg的C16H18N2O7S2。
9
微生物检定法
优点
*与临床效果一致 *灵敏度高
缺点
*操作繁琐 *耗时
*干扰物质少
*可测定未知药物
*准确度、精
密度差
10
2. 理化方法
24
头孢拉定
S N O CH3 COOH
25
CH COHN NH2
（二）性质 1. 羧基 酸性 pKa=2.5～2.8
易溶于水 难溶于水
S N CH2R1 COOH26
*与碱金属成盐 *与有机碱成盐
RCO HN O N S CH3 CH3 COOH
RCO NH O
溶解性
K+
青霉素 青霉素钠 H
49
三、特殊杂质的检查 *高分子聚合物 *异构体
*有关物质 *吸光度杂质
50
四、含量测定 （一）酸碱滴定法 剩余滴定法 原理
定量过量
青霉素类 NaOH 青霉噻唑二钠
NaOH （剩余） HCl NaCl H 2O
51
（二）碘量法（剩余碘量法） 原理
*β-内酰胺类不直接与碘反应
*β-内酰胺类水解产物可与碘发 生定量反应
52
青霉素类 青霉噻唑二钠 （水解）
NaOH
+ （定量过量） 4I2 8I-
（pH4.5）
I 2 剩余＋Na 2S 2O3 2NaI ＋Na 2S4O6
53
反应分两步进行
*水解反应（按化学计量进行）
*氧化-还原反应（无固定量关系，易 受温度、pH值和时间等因素影响
严格控制反应条件
55
空白试验
以未经水解的样品作空白测定 A. 消除样品已降解产物的干扰
B. 消除样品中其他消耗碘的杂质干扰
C. 消除碘挥发造成的误差
56
例
注射用普鲁卡因青霉素
ChP（2000）
【含量测定】取装量差异项下的内容物，精密
称取约0.12g，置100ml量瓶中，加水使溶解并稀
释至刻度，摇匀，精密量取5ml，置碘瓶中，加1
17
氨苄西林（氨苄青霉素）
CH COHN NH2 N O
S
CH3 CH3 COOH
18
阿莫西林（羟氨苄青霉素）
HO
CH COHN NH2 N O
S
CH3 CH3 COOH
19
普鲁卡因青霉素
NH2 CH2 COHN N O S CH3 CH3 COOH (C2H5)2NCH2CH2OOC
·
20
磺苄西林钠
瓶中，加醋酸-醋酸钠缓冲液（pH4.5）5ml，精密
加入碘滴定液（0.01mol/L）15ml，密塞，摇匀，
在暗处放置20分钟，用硫代硫酸钠滴定液（0.01
mol/L）滴定，作为空白。同时用青霉素钠对照品
同法测定作对照，算出供试品的含量。
58
（三）汞量法 ChP 1. 原理
*β-内酰胺类不直接与汞反应
0.4 1.4 12 92 336 218 125 31.2 9.3 1.4
半衰期(h)
33
温度对青霉素钠稳定性的影响
pH2，30′
温度℃ ↓%
5 6
26 77
37 97
34
二、鉴别反应
（一）羟肟酸铁反应
青霉素类 盐酸羟胺 - 羟肟酸衍生物 OH 头孢菌素类
H+ Fe3+/3
红褐色
RCO HN O N
S
CH3 CH3 COOH
RCO NH O N
S CH2R1 COOH 30
氧化剂
温度↑
青霉素类 降解、失效 2+ 2+ 2+ +
Cu 、Pb 、Hg 、Ag （青霉素钠水溶液30℃24h失活56%）
酸、碱、青霉素酶
酸、碱、胺类 头孢菌素类降解、失效 内酰胺酶
难溶于水 易溶于有机溶剂
Na

青霉素钾
易溶于水
难溶于有机溶剂
27
2. 手性C 旋光性 * *
N O S
* * *
O N
S
20 ［］ （5%头孢唑啉钠溶液 D –18～–24°）
28
3. 共轭体系 UV
S N O
O N S
29
4. β-内酰胺环
干燥纯净 水溶液
易降解失效
较稳定 不稳定、易开环
不稳定 四元环张力大 性因素 酰胺键易水解
CH COHN SO3Na N O
S
CH3 CH3 COONa
21
头孢菌素类
手性C
RCO NH
酰胺 侧链
S
* * N
O
不稳定
CH2R1 COOH
7-氨基头孢菌烷酸 （7-ACA）
酸性
22
头孢氨苄
S N O CH3 COOH
23
CH COHN NH2
头孢羟氨苄
HO
CH COHN NH2 N O
S CH3 COOH