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1、第十一章 抗生素类药物分析Chapter 11 The Analysis of Antibiotics药物分析课件系列INDEXContents Fundamental Requirement Section 1 introduction Section 2 -lactam antibiotics Section 3 Aminoglycosides antibiotics Section 4 Tetracycline antibiotics Section 5 Quality research of Antibiotics SummaryFundamental Requirements 掌握本
2、类药物的化学结构特点理化性质， 主要鉴别试验及主要含量测定方法；Mastering the structures, physical and chemical properties, primary identification tests and assay methods of antibiotics. 了解典型抗生素有关杂质的分离研究进 展。Understanding the development of relevant substance research for typical drugs. Section 1 IntroductionDefinition抗生素(antibioti
3、cs)是指某些微 生物代谢产生的，在很低的浓度即 可对某些生物的生命活动有特异抑 制或杀灭作用的化学物质。Classification抗生素-内酰胺类 抗生素四环素类抗生素氨基糖苷类抗生素大环内酯类抗生素氯霉素类抗生素青霉素及半合成 青霉素类 头孢菌素及半合 成头孢菌素类其他抗生素青霉素、氨苄西林、阿莫 西林、青霉素V 头孢噻吩钠、头孢氨苄、 头孢哌酮钠金霉素、土霉素、四环素 、盐酸多西环素、盐酸美 他环素链霉素、卡那霉素、 庆大酶素、新酶素链霉素、卡那霉素、 庆大霉素、新霉素红霉素、麦迪霉素、 螺旋霉素氯霉素、甲砜霉素盐酸林可霉素、磷霉 素抗生素在质量控制上的特殊性.生产的特殊性 性质的特殊
4、性(稳定性差)质 量问题化学纯度低, 三多:同系物多(G),异构体多(P),降解物 多(T)抗生素理化测定法与微生物测定法的关系.微生物测定法:用抗生素对微生物的杀伤 和抑制程度为指标来衡量抗生素的效价 (potency).原理: 对数剂量和反应成直线,用管碟琼 脂扩散法. 特点理化测定法:根据抗生素的结构特点, 利 用其特有的化学或物理化学性质及反应而 建立的方法.特点Section 2 -Lactam Antibiotics Structure and Characteristics -内酰胺类抗生素是指分子中含有四个原子组成的-内酰胺环 的抗生素。-内酰胺环是该类抗生素发挥生物活性的必须
5、基团,由四 个原子组成的，其分子张力比较大，化学性质不稳定，易发生开环 导致失活。Identification test 钾钠盐的火焰反应 Flame reaction -内酰胺类药品中许多为钾盐和钠盐，可 用此反应进行鉴别 呈色反应 Color reaction 1. 羟肟酸铁反应 碱性环境中与羟胺作用-内酰胺环破裂生成羟肟酸在稀酸中与高铁离子呈色 .2. 硫酸硝酸呈色反应 头孢菌素类可与之反应呈色，机理多 不明 .3. 茚三酮反应 -氨基酸的反应,如氨苄西林 4. 与斐林试剂反应 分子中具有(-CONH-)结构，可使碱性酒石 酸铜还原显紫色, 如阿莫西林5. 其他呈色反应: 如重氮苯磺酸呈
6、色反应Orange yellow 沉淀反应Precipitation reaction 1. 在稀盐酸中生成白色沉淀：青霉素钾(钠) 白色游离基沉淀2. 有机胺盐的特殊反应：A.重氮化偶合反应： 如普鲁卡因青霉素B.与三硝基苯酚的反应： 如苄星青霉素加水溶解 加稀盐酸 光谱法Spectroscopy1.紫外分光光度法(UV)a. 最大吸收波长鉴定法b. 水解产物的最大吸收波长鉴定法2.红外吸收光谱法(IR)3.核磁共振光谱(HMR)色谱法Chromatography1.薄层色谱法(TLC)2.高效液相色谱法(HPLC)IR spectrum of phenoxymethyl penicilli
7、n potassium. Obtained as a KBr disc.Assay Iodometric titration1. Principle：青霉素或头孢菌素分子不消耗碘， 其降解产物消耗碘，例如青霉素族经水解后 产生青霉噻唑酸可与碘作用，根据消耗的碘 量计算青霉素的含量。2. Reaction process:3. Note： a.一般认为碘与青霉素噻唑酸的作用以 pH4.5温度2426为最好； b. 青霉素的降解产物等杂质亦可消耗碘而影 响测定结果，可以用未经水解的样品液作 ； c.在滴定近终点时放慢滴定速度，并强力 振摇；如果滴定至终点时又反现蓝色， 说明真正的终点尚未到达；d.
8、 由于每摩尔青霉素能吸收较多摩尔的碘 （1摩尔青霉素能消耗8摩尔碘），故本 法的灵敏度较高。e.需作标准品对照试验；f.严格按规定操作。本试验含量计算公式： 含量%= 100% VToVT CSD VSoVS W 式中：VTo、VSo：滴定供试品空白液和对照品空白液消耗的硫代硫酸钠液(0.02mol/L), ml;VT、VS：滴定供试品和对照品消耗的硫代 硫酸钠液(0.02mol/L),ml;CS：对照品浓度，g/ml；W：供试品取样量，g；D：供试品稀释倍数。The first step:(penicillin 青霉素) 青霉噻唑二钠 第2步反应the second step reactio
9、n： The second step:+4I2 + 5H2O + 2HCl NaCl 8HI 汞量法 (Mercurimetry)1. Principle： 青霉素分子不与汞盐反应，而 其碱性水解产物青霉噻唑酸及继续水解生 成的青霉胺都能与汞盐定量反应，根据消 耗的汞盐量可以计算青霉素的含量。Hg2+ + 2R-SH (RS)2Hg + 2H+ 1. 2. Method (potentiometric titration) Indicator electrode: Pt; reference electrode： Hg-mercurous sulfate electrode；Standard
10、solution：mercuric nitrate solution (0.02mol/L) 3. 讨论：a. 本次滴定只有一次突跃。但滴定 曲线上出现两个指示点，即两次突跃。 青霉素含量的计算系以第二次滴定终点 为依据，此时青霉素与巯基汞化物的摩 尔比为11。b. 水解必须完全。溶液的pH值和反 应时间直接影响水解的完全程度，水解 如不完全，将使测定结果偏低。c. 本法的空白试验的做法与碘量法 类似，空白试验的目的也是为了消除供 试 品中可能存在的降解产物的干扰。d. 本法与碘量法比较主要优点是不 需要青霉素标准品作对照，汞盐滴定液 用EDTA标定即可。 酸碱滴定法 (Acid/base t
11、itration)Principle： 青霉素或头孢菌素的-内酰 胺环可被碱水解，此水解系定量完成，可 用于含量测定。如苯唑西林钠在水溶液中加过量的氢氧化钠 滴滴定液水解后，产生的青霉噻唑酸被中和，再 以盐酸滴定液滴定剩余的氢氧化钠液，以氢氧化 钠滴定液的消耗量求得苯唑西林钠的含量。 UV 1. 铜盐法: 青霉素族抗生素在弱酸性下的降解产物 青霉烯酸具有紫外吸收特征。青霉烯酸在 320360nm处有最大吸收,但此水解产物不稳定 ，可加Cu2+，与青霉烯酸形成较稳定的螯合物， 在320nm处有最大吸收。2. 汞盐法: 青霉素族抗生素在咪唑的催化下与氯化 高汞能定量的反应转化呈相应的青霉烯酸硫醇
12、汞盐，在324325nm波长范围内有最大吸收。3. 羟肟酸比色法 青霉素族和头孢菌素族抗生 素能与羟胺作用生成羟肟酸衍生物，在烯酸 中与高铁离子生成红色络合物，在一定波长 下测定吸收度而进行定量。 高效液相色谱法HPLC 填充剂：十八烷基硅烷键合硅胶 流动相：磷酸氢二钠、枸橼酸溶液 检测波长：254nm 保留时间：7.5min 分离度：4 内标溶液：乙酰苯胺 测定法：内标法 计算：按内标法计算中国药典 测定头孢唑 林钠第三节 氨基糖甙类抗生素 Section 3 Aminoglycosides antibiotics 本类抗生素的化学结构都是以碱性环己多 元醇为甙元，与氨基缩合而成的甙，故称为
13、氨 基糖甙类抗生素(aminoglycosides antibiotics)。 链霉素 (Streptomycin)Structure and properties streptidine streptose N-methyl-L-glucosamine streptobiosamine 1. Characteristics链霉素的构成为一分子链霉胍和一分子 链霉双糖胺结合而成的碱性甙。链霉素分子中有三个碱性中心，可与无 机酸或有机酸形成可溶于水的盐，临床上多 用其硫酸盐。2. Properties酸性条件下，链霉素水解为链霉胍与链 霉双糖胺，进一步水解则得到N-甲基-L-葡萄 糖胺。弱碱性条
14、件下能使之水解为链霉胍及 链霉双糖胺，但继之即将链霉糖部分分子重 排为麦芽酚(maltol),这一性质为链霉素所特有 ，可用于鉴别。Identification Tests Ninhydrin reaction Elson-Morgan reaction 链霉素经水解，产生N-甲基葡萄糖胺，在碱性溶 液中与乙酰丙酮缩和成吡咯衍生物，与对二甲氨基苯 甲醛的酸性溶液反应即生成红色缩合物。 Maltol reaction链霉素在碱性溶液中，链霉糖经分子重排使环扩 大形成六元环，然后消除N-甲基葡萄糖胺，再消除链 霉胍生成麦芽酚(-甲基-羟基-吡喃酮)。麦芽酚可 与铁离子在微酸性环境中形成紫红色配位化
15、合物。 Sakaguchi reactoin 本品水溶液加氢氧化钠试液，水解生成链霉胍。 链霉素B杂质检查 BP（1993）规定了链霉素B的检查项目 。甘露糖链霉素称作链霉素B，它是链霉素 分子中N-甲基葡萄糖胺的C4位上的羟基连 接一个D-甘露糖组成的。 含量测定Assay目前各国药典仍采用微生物检测法。茚三酮反应Ninhydrin reaction 2 3H2O H+ Fe3+ H2O NaOH Maltol reaction Maltol庆大霉素(Gentamycin) Structure and Characteristics 1. Structure 2. Characteristics 庆大霉素是由绛红糖胺、脱氧链霉胺和加洛糖 胺缩和而成的甙。庆大霉素有五个碱性中心，其碱性相似。能与 无机酸或有机酸形成可溶于水的盐，多用硫酸盐。 3. Property 4. 硫酸庆大霉素水中易溶，在乙醇、丙酮、氯 仿 5. 或乙醚中不溶。对光、热、空气均较稳定，水溶 液 6. 稳定，pH212时，100加热30min活性无明显变 7. 化。 8. 庆大霉素在紫外无吸收。purpurosamine deoxystreptosamine
