<<
>>

Антибиотики тетрациклинового ряда


Тетрациклины — группа антибиотиков общей формулы

Группа включает тетрациклин (R1 = Н, R2 = СН3, R3 = ОН, R4= Н, X = Н) и его производные, отличающиеся от тетрациклина одним или двумя заместителями: например, окситетрациклин (R4 = ОН); метациклин (рондомицин) (R2 + R3 = СН2, R4 = ОН); доксициклин (R3 = Н, R4 = ОН).

Метациклин и доксициклин являются полусинтетическими антибиотиками тетрациклиново- го ряда.

Как видно из приведенной общей формулы, тетрациклины представляют собой производные частично гидрированного нафтацена — соединения, состоящего из четырех линейно конденсированных шестичленных карбо- циклов.

Тетрациклины являются амфотерными соединениями. Их основные свойства проявляются за счет атома азота 4-диметиламиногруппы (рКа > 9,2); кислотные — в первую очередь за счет енольного гидроксила в положении СЗ (рКа < 3,5), а также гидроксилов в положении СЮ и С12:

""(Г4 Ґ^ІЇ /ОН
kjoJL sll/ -озД ^СІЧН
они ІЇ
он О он О О
н3с он

Н3С сн3 \ / 3 N

Тетрациклин

^ОН-

Н3С сн3 Н3С сн3

W \ /

Н3С ОН NH Н3с ОН N

"6х Y^sS ҐЧї /ОН - ' "6s' ҐЧ\
krnJL И/ 4l2jl 4scnh2 И/ 'Цз/ \l2jl VCNH
1 он II 1 он II
он О он О О он О он О О

Катионная форма тетрациклина Анионная форма тетрациклина


Механизм действия тетрациклинов заключается в подавлении биосинтеза белков микробной клетки.

Антибиотики группы тетрациклинов характеризуются широким спектром действия: подавляют рост и размножение грамотрицательных и грамположи- тельных бактерий. Обладая значительной биологической активностью, тет- рациклины имеют сравнительно невысокую токсичность. Иными словами, для препаратов характерна большая величина терапевтического индекса (см. разд. 1).

Поскольку все тетрациклины имеют большое структурное сходство, для них характерна перекрестная устойчивость: микроорганизмы, устойчивые к одному из препаратов, устойчивы и к другим ЛС этого класса.

Получение. Первый из антибиотиков этой группы — хлортетрациклин — был выделен из культуральной жидкости Streptomyces aureofaciens. Биосинтез активных тетрациклинов может бьггь осуществлен из Streptomyces rimosus. Антибиотики этого класса могут быть также получены синтетическим путем.

Определение подлинности. Тетрациклины могут быть обнаружены в виде малорастворимых комплексных соединений с ионами железа (III).

Присутствие в молекулах хромофорных группировок позволяет их обнаруживать спектрофотометрическим методом анализа (см. табл. 12.1).

Будучи оптически активными, тетрациклины могут быть идентифицированы по удельному вращению плоскости поляризованного света (поляриметрия) (см. табл. 12.1).

Фенольный гидроксил в положении СЮ повышает электронную плотность в положении С9, что обусловливает протекание реакции образования азокрасители с солями диазония:



При действии концентрированной серной кислоты на тетрациклины образуются продукты пурпурно-красного цвета.

Для идентификации тетрациклинов возможно использование их флуоресцирующей способности в ультрафиолетовой области спектра.

Испытания на чистоту. Согласно USP, содержание воды в тетрациклине определяют методом дистилляции азеотропной смеси с толуолом (3 U11

ОТТ н 4

ттг\ п ип

тт ни

5( 11

:н3



H3CHN-

Н-

НО

НО


Агликон стрептомицина — стрептидин представляет собой 1,3-дигуаниди- но-2,4,5,6-тетрагидрокисциклогексан — двузамещенное производное гексаок- сициклогексана — инозита:

Все аминогликозидные антибиотики содержат в качестве агликона аминопроизводные инозита. Таким образом, стрептомицин представляет собой N- метил-а-Т-глюкозамидо-р-2-стрептозидострептидин:


Все стрептомицины при кислотном и щелочном гидролизе выделяют стреп- тидин и соответствующий сахарный компонент. Отличаются стрептомицины природой дисахаридного компонента молекулы. Так, маннозидострептомицин повторяет полностью структуру стрептомицина, но в отличие от последнего содержит дополнительно D-маннозу, которая соединена гликозидной связью с атомом углерода в 4-м положении N-гликозамина.

Оксистрептомицин отличается от стрептомицина лишь тем, что в стрептозе вместо СН3-группы имеется СН2ОН-группа, т.е. содержит вместо стрептозы гидроксистрептозу.

Среди природных разновидностей стрептомицина только стрептомицин и оксистрептомицин обладают достаточной физиологической активностью, но в медицине применяется только стрептомицин, так как оксистрептомицин очень токсичен.

Механизмы действия антибиотиков-аминогликозидов обусловлены их необратимым связыванием со специфическими рецепторами бактериальных рибосом, нарушением синтеза цитоплазматических мембран, что приводит к гибели бактериальных клеток.

Получение. Стрептомицин получают биологическим методом. Основные этапы производства его те же, что и при производстве пенициллина. Высокопродуктивные штаммы продуцента получают в результате селекции.

В качестве питательных сред в настоящее время используют соевые среды, в состав которых входят соевая мука, аммониевые соли, глюкоза, соли кальция и обязательно хлорид кальция. Хлорид натрия увеличивает проницаемость клеточной мембраны, что облегчает выделение образовавшегося антибиотика из мицелия в среду.

Так же, как и в случае получения пенициллина, важную роль в биосинтезе стрептомицина играют температура культивирования, pH среды, степень аэрации и стерильность.

Процессы ферментации, выделения и очистки стрептомицина во многом сходны с аналогичными процессами получения пенициллинов. Оптимальные условия биосинтеза стрептомицина: температура 27 — 29 °С, pH среды — от 7,0 в начале процесса до 7,5 —8,5 в конце.

Препараты стрептомицина, применяемые в медицине, обычно представляют собой соли: стрептомицина сульфат, стрептомицина гидрохлорид, стрептомицина фосфат и др. Применяют также двойную соль трихлоргидрата стрептомицина и хлористого кальция. Соли стрептомицина химически более устойчивы, чем его основания. Чистые соли стрептомицина в сухом состоянии не теряют активности при хранении их в течение нескольких лет. Активность стрептомицина резко снижается при несоблюдении температурного режима хранения.

Фармакопейным препаратом является стрептомицина сульфат.

Стрептомицина сульфат

Определение подлинности. Качественные реакции на стрептомицин определяются его химическими свойствами, которые обусловлены присутствием различных функциональных групп в молекуле. Например, альдегидная группа обусловливает восстановительные свойства препарата и дает реакции: с реактивом Несслера — темно-бурое окрашивание вследствие выделения металлической ртути:

R—Ctf° + K2[HgI4] + ЗКОН —► R-C^° + 4KI + Hgl + 2Н20 н OK


При взаимодействии с реактивом Фелинга (смесь водного раствора сульфата меди и щелочного раствора натрия-калия тартрата) наблюдается красное окрашивание в результате образования оксида меди(1):


Для определения подлинности препарата используют также способность альдегидов взаимодействовать с различными соединениями с образованием окрашенных или флуоресцирующих продуктов. Например, альдегидная группа стрептомицина дает продукты конденсации с 2,4-динитрофенилгидразином, окрашенные в вишнево-красный цвет:

ОН

О

o2n

Гуанидиновые группировки стрептомицина обусловливают положительную реакцию Сакагучи: образование окрашенного соединения при добавлении к исследуемому раствору стрептомицина раствора а-нафтола, 8-оксихинолина или 1-нафтол-8-суль- фоновой кислоты в щелочной среде в присутствии окислителя, например:


Характерной реакцией на гуанидиновые группы является разложение их при нагревании со щелочью с образованием аммиака:

R—NH-C-NH2 + 3NaOH+ Н20 — R-ONa+ 3NH3t + N^C03 NH


Наиболее специфичная реакция на стрептомицин — реакция образования мальто- ла (З-гидрокси-2-метилпирона) из стрептозной части молекулы стрептомицина при нагревании его со щелочью:

Мальтол с солями железа(Ш) образует комплексные соединения, окрашенные от красного до фиолетового цвета. Для подтверждения подлинности стрептомицина раствор препарата нагревают на водяной бане со щелочью и при охлаждении обрабатывают раствором железоаммониевых квасцов в присутствии H2S04; при этом наблюдается фиолетовое окрашивание.

Дигидрострептомицин, а также продукты расщепления стрептомицинов: стрепти- дин, N-метил-Х-глюкозамин, стрептобиозамин, мальтола не образуют.

Испытание на чистоту. Для характеристики чистоты препаратов стрептомицина определяют: влажность, pH среды 28% раствора стрептомицина 4,5—7,0, прозрачность и цветность раствора в течение 24 ч при температуре не выше 10 °С. Проводят испытание на содержание веществ гистаминоподобного действия (ГФХ).

Для отличия стрептомицина от примесей оксистрептомицина, маннозидострепто- мицина и неомицинов применяют хроматографический метод.

Количественное определение. Методы количественного определения стрептомицина можно разделить на две основные группы: микробиологические и физико-химические. Наиболее распространенным из физико-химических методов является мальтоль- ный метод, разные модификации которого основаны на определении количества мальтола либо по абсорбционному максимуму в ультрафиолетовой области спектра, либо фотоколориметрическим методом. В первом случае определение проводят в кислой или щелочной среде (А.тах соответственно 275 и 325 нм). При колориметрическом определении в качестве реагента используют соли трехвалентного железа.

Мальтольный метод не применим в присутствии оксистрептомицина, который дает оксимальтол, реагирующий с солями трехвалентного железа с образованием продукта красно-фиолетового цвета.

Биологическую активность стрептомицина сульфата рекомендует устанавливают методом диффузии в агар с тест-микробом. Препарат должен содержать не менее 730 мкг/мл (ЕД/мл) в пересчете на сухое вещество (1 мкг химически чистого стрептомицина соответствует активности равной 1 ЕД).

За последние годы арсенал Л С пополнился новыми, родственными стреп- томицинам антибиотиками-гликозидами, которые продуцируются различными микрорганизмами. Агликоны таких антибиотиков подобно стрептидину представляют собой производные инозита, в котором две гидроксильные группы замещены аминогруппами. Так, канамицины и гентамицины включают агли- кон — 2-дезоксистрептамин. В качестве сахарного компонента антибиотики- аминогликозиды содержат аминосахара (аминоглюкозу, аминопиранозу), а также рибозу и др.

Группа антибиотиков, продуцируемых лучистым грибом Streptomyces kanami- ceticus, включает канамицин А, канамицин В и канамицин С. Наименьшую токсичность проявляет канамицин А, поэтому он составляет основную массу (94 %) препарата канамицина моносульфата (см. табл. 12.1). В структуру кана- мицина А входит аглюкон 2-дезоксистрептамин (мезо-1,3-диамино-4,5,6-три- гидроксициклогексан) и два остатка сахаров (б-амино-б-дезокси-О-глюкоза и З-амино-З-дезокси-О-глюкоза):


С канамицином сходен антибиотик гентамицин — продукт жизнедеятельности Micromonospora purpurea. Он включает смесь трех антибиотиков гентамицинов CIA, С2 и С1:

Гентамицин: R:

С|А 0-CH2NH2

С2 0-CH(CH3)NH2

С, О—CH(CH3)NHCH3

В медицинской практике применяют смесь сульфатов гентамицинов под названием гентамицина сульфат (см. табл. 12.1).


Из канамицина А полусинтетическим путем получают амикацин (см. табл. 12.1).

Получение. КанамИцин — вещество, продуцируемое лучистым Streptomyces kanamy- ceticus или другими родственными организмами.

Определение подлинности. Для определения подлинности используют следующую методику. Растворяют около 10 мг ЛС в 1 мл воды; добавляют 1 мл раствора нингидри- на (1 г нингидрина в 500 мл я-бутанола с добавлением 0,5 мл пиридина); нагревают на кипящей водяной бане в течение 5 мин; добавляют 10 мл воды. Появляется глубокое пурпурное окрашивание.

Кроме того, проводят определение сульфат-иона (см. также табл. 12.1).

Испытания на чистоту. Хроматографическая чистота оценивается для водного раствора канамицина (30 мг в 1 мл) относительно стандартного раствора той же концентрации с применением метода тонкослойной хроматографии.

Количественное определение. Биологическую активность контамицина устанавливают методом диффузии в агар с тест-микробами: 1 мкг чистого антибиотика соответствует 1 ЕД. В канамицине моносульфате определяют также содержание канамицина В (не более 5 %).

Гентамицина сульфат

Получение. Гентамицин выделяют из растущей культуры Micromonospora purpurea.

Определение подлинности. Подлинность устанавливают методом инфракрасной спектрометрии. Кроме того, сульфат определяют фармакопейной реакцией на сульфат-ион с помощью иона Ва2+ (см. табл. 12.1).

Испытания на чистоту. Проводится испытание на содержание метанола методом газовой хроматографии с использованием внутреннего стандарта. Последний представляет собой водный раствор, содержащий 0,25 % метанола и 0,25 % л-пропанола. Контрольный раствор готовят, растворяя 0,50 г гентамицина сульфата в 2 мл воды. Тестовую пробу готовят, растворяя 0,50 г гентамицина сульфата в 1 мл внутреннего стандарта, добавляя 1 мл воды и перемешивая.

Количественное определение. Содержание гентамицинов в ЛС проводят методом жидкостной хроматографии. Содержание гентамицина Сі должно составлять от 25 до 50% Сіл — от 10 до 35% и С2 — между 25 и 55%. Кроме того, проводят оценку микробиологической активности антибиотика по общей фармакопейной статье. 1 мг ЛС содержит не менее 590 мкг гентамицина (в расчете на сухую массу).

Для количественного определения гентамицина сульфата можно применять также нингидриновый и поляриметрический методы. Сопоставимые результаты с поляри- метрией дает фотоколориметрический метод, основанный на образовании окрашенного комплекса гентамицина с ионом меди(Н) в щелочной среде.

12.2.

<< | >>
Источник: Глущенко Н. Н.. Фармацевтическая химия: Учебник для студ. сред. проф. учеб, заведений / Н. Н. Глущенко, Т. В. Плетенева, В. А. Попков; Под ред. Т. В. Плете- невой. — М.: Издательский центр «Академия»,2004. — 384 с.. 2004
Помощь с написанием учебных работ

Еще по теме Антибиотики тетрациклинового ряда:

  1. Антибиотики ароматического ряда — производные нитрофенилалкиламинов (группа левомицетина)
  2. Аминоспирты ароматического ряда
  3. Основные (антибиотики выбора) и резервные антибиотик
  4. Вычисление показателей динамического (временного) ряда
  5. СОЕДИНЕНИЯ РЯДА БЕНЗОЛА И ИХ ПРОИЗВОДНЫЕ
  6. КОЛИЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ АНТИБИОТИКОВ. ТАБЛИЦА 4. ТЕСТ-ОРГАНИЗМЫ И УСЛОВИЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОТДЕЛЬНЫХ АНТИБИОТИКОВ
  7. МИКРООРГАНИЗМЫ - ПРОДУЦЕНТЫ АНТИБИОТИКОВ
  8. Полиэфирные антибиотики
  9. АНТИБИОТИКИ
  10. Антибиотики макролиды и азалиды
  11. Тетраценовые антибиотики
  12. Глава 12 АНТИБИОТИКИ