Курсовая работа: Оценка качества природных и полусинтетических антибиотиков

Наиболее лабильной частью молекулы пенициллина является β-лактамное кольцо, которое подвергается гидролитическому расщеплению под действием щелочей, кислот, фермента пенициллиназы с потерей биологической активности (рис. 4).

Реакция щелочного гидролиза пенициллинов используется в гидроксамовой реакции, в количественном йодометрическом определении пенициллинов.

Рис. 4. Щелочи и пениниллиназа гидролизуют β-лактамное кольцо с образованием неактивной пенициллоиновой кислоты

1.1.3 Гидроксамовая реакция

Гидроксамовая реакция основана на наличии β-лактамного кольца в молекуле пенициллина. При взаимодействии пенициллинов со щелочным раствором гидроксиламина гидрохлорида происходит реакция гидроксиламинолиза с образованием гидроксамовой кислоты, которая после подкисления образует окрашенные комплексные соли с солями тяжелых металлов: с солями железа (Ш) фиолетового цвета раствор гидроксамата железа (III) и зеленого цвета осадок гидроксамата меди (II) (рис. 5).

1.1.4 Образование пенилловой и пенициленовой кислот, их использование в анализе

Под действием кислот пенициллины инактивируются с образованием пенилловой (при рН 2,0) и пеницилленовой (при рН 5,0) кислот. В обоих случаях на 1-м этапе расщепляется β-лактамный цикл с образованием пенициллоиновой кислоты.

Гидроксамат железа (III) Гидроксамат меди (II) (красно-фиолетовый раствор) (зеленый осадок)

Рис. 5. Гидроксамовая реакция

Затем происходит конденсация карбоксильной или амидной группы с гидроксильной группой ацильного радикала (рис. 6).

Рис. 6. Образование пенилловой и пенициленовой кислот

1.1.5 Реакция с реактивом Марки

Пенициллины с реактивом Марки (раствор формалина в концентрированной серной кислоте) образуют окрашенные продукты. Наиболее характерной эта реакция является для феноксиметилпенициллина (красное окрашивание при комнатной температуре и углубление окраски при нагревании). Реакция протекает за счет феноксиуксусной кислоты, которая образуется из феноксиметилпенициллина при действии концентрированной серной кислоты.

Фенол с реактивом Марки образует ауриновый краситель красного цвета. Ампициллин и амоксициллин за счет остатка аминокислоты в ацильной части молекулы дают реакцию с нингидрином и солями меди (II) (с реактивом Фединга или раствором меди сульфата).

1.1.6 Испытания на чистоту

Пенициллины могут легко изменяться пол влиянием внешних воздействий, поэтому для них обязательным является испытание на прозрачность и цветность.

Все препараты оптически активны (правовращающие). УФ-спектрофотометрия используется для определения посторонних примесей. Поглощение при 320 им обусловлено образованием тиольной формы пенициллоиновой кислоты.

1.1.7 Методы количественного определения

Количественное определение пенициллинов проводят йодометрическим методом. Соли бензилпенициллина растворяют в воде, а феноксиметилпенициллин — в фосфатном буфере с рН 7,0. Затем добавляют раствор гидроксида натрия и оставляют на 20 мин. После щелочного гидролиза к смеси прибавляют соляную кислоту, раствор ацетатного буфера (рН 4,5) и избыток 0,01 н. раствора йода. Оставляют на 20 мин в темном месте и титруют избыток 0,01 н. раствора йода 0,01 и. раствором натрия тиосульфата. Параллельно проводят контрольный опыт с таким же количеством препарата, но без щелочного гидролиза.

При щелочном гидролизе происходит раскрытие β-лактамного кольца с образованием пенициллоиновой кислоты в открытой тиольной форме. Пенициллоиновая кислота при рН 4,5 гидролизуетея в присутствии окислителя (йод) до пенальдиновой кислоты и пеницилламина, которые окисляются раствором йода соответственно до дегидроиенальдиновой и пеницилламиновой кислоты (1).

1.1.8. Спектр противомикробного действия

Природные пениииллины: грамположительные и грамотрицательные кокки (за исключением пенициллиназообразующих штаммов эпидермального и золотистого стафилококков, энтерококков), палочки (листерии, дифтерийная, сибиреязвенная палочки), спирохеты (бледная спирохета, лептоспиры, боррелии), спорообразующие анаэробы (клостридии), споронеобразующие анаэробы (пептострептококки, фузобактерии), актиномицеты.

В связи с широким применением спектр действия природных пенициллинов в последнее время сузился за счёт селекции штаммов с вторичной резистентностью. До сих пор сохраняется высокая чувствительность к препаратам у стрептококков, менингококков, пневмококков. При инфекциях, обусловленных указанными микроорганизмами, бензилпенициллин считают препаратом выбора (однако некоторые штаммы пневмококков стали устойчивыми к низким концентрациям бензилпенициллина).

Полусинтетические пенициллины: пенициллиназоустойчивые пенициллины имеют спектр противомикробного действия, аналогичный таковому природных пенициллинов, а также воздействуют на пенициллиназообразующие стафилококки. Ампициллин и амоксициллин имеют аналогичный природным пенициллинам спектр действия, а также дополнительно влияют на энтерококки, сальмонеллы, шигеллы, протей, кишечную палочку, гемофильную палочку. Карбенициллин, тикарциллин (карбоксипенициллины), азлоциллин, пиперациллин (уреидопенициллины) дополнительно действуют на бактероиды (в высокой концентрации) и некоторые Штаммы синегнойной палочки.

1.1.9 Фармакокинетика природных пенициллинов