第八章抗生素
( Antibiotics)
抗生素的定义
抗生素的发展史
抗生素的来源
分类:
概述抗生素的定义
抗生素 是指某些微生物的代谢产物,这些物质只要极低的浓度就可以抑制或杀灭其他微生物
由于临床上使用的抗生素多用于抗菌,所以习惯称 抗菌素,但后来十余年的发展发现抗生素的作用远远超过了抗菌的范围抗生素的发展史
1929年,Fleming报告当葡萄球菌培养的平板上污染了青霉菌以后,有部分溶解葡萄球菌落的现象
1940年,Florey和 Chain联合有关的基础和临床研究结果,发现可以供临床使用的 青霉素
以后,不断有新的抗生素问世,链霉素( 1944年),
氯霉素( 1947年),金霉素( 1948年),土霉素
( 1950年),红霉素( 1952年),卡那霉素
( 1957年),庆大霉素( 1964年)
抗生素的来源
微生物合成(发酵,提取纯化)
为我国抗生素的主要来源
化学方法全合成少数,如氯霉素
半合成在来源上所占比例逐渐上升。
β –内酰胺类抗生素 如青霉素,头孢菌素四环素类抗生素 如四环素、土霉素氨基糖苷类抗生素 如链霉素、卡那霉素大环内酯类抗生素 如红霉素氯霉素类 如氯霉素其他类抗生素的分类第一节
β –内酰胺类抗生素
( β –Lactam Antibiotics)
学习内容
概述
青霉素类
头孢菌素类
β –内酰胺类抗生素抗菌增效剂
单环 β –内酰胺类抗生素
N H
O
β
α
β –内酰胺环概述
β –内酰胺类抗生素的基本结构类型
N
S
R C O N H
C H 3
C H 3
C O O H
X
O
H
X = H o r O C H 3
N
SR C O N H
C H 2 A
O
C O O H
H H
H
A = H o r O C O C H 3
青 霉 素 类 头 孢 菌 素 类
β –内酰胺类抗生素的基本结构类型
N
O
碳 青 霉 烯 - 2
N
S
O
青 霉 烯
N
O
O
氧 青 霉 烷 O
N
单 环 类
N
SR C O N H
C H 2 A
O C H 3
O
C O O H
H
头 霉 素 类一、青霉素类青霉素是霉菌属青霉菌所产生的一类抗生素的总称,一共有
7种,其中以青霉素 G效用较好青霉素钠 Benzylpenicillin Sodium
别名,青霉素 G钠 苄青霉素钠(掌握)
N
S
C
6
H
5
C H
2
C O N H
C H
3
C H
3
H H
O C O O N a
( 2S,5R,6R) -3,3-二甲基 -6-( 2-苯乙酰氨基) -
7-氧代 -4-硫杂 -1-氮杂双环 [3.2.0]庚烷 -2-甲酸结构特点
青霉素类由 β –内酰胺环与氢化噻唑环 骈合而成,
青霉素类母核中由 3个手性 C( C2,C5,C6),
天然产物的构型,2S,
5R,6R
β –内酰胺环与氢化噻唑环折叠成 L型
O
H
H
N
S
R C O N H
C H 3
C H 3
C O O H
H
1
2
3
4
5
6
7
性状:
本品为白色结晶性粉末,无臭或微有特异臭,
易吸潮,水中极易溶解。游离的青霉素呈酸性,不溶于水,可溶于有机溶剂(如醋酸丁酯)。
理化性质:
1、干燥时对热稳定,可在室温存放。水溶液在 PH6-6.8时稳定。
2、青霉素性质不稳定,遇酸、碱、氧化剂、
醇、青霉素酶迅速失效,粉针剂(水溶液室温下易失效)。
( 1)遇碱,β-内酰胺环破裂,分解为青霉噻唑酸
( 2)遇酸,因电子转移引起分子重排失效
( 3)青霉素易受青霉素酰化酶水解生成 6-氨基青霉烷酸( 6-APA)
某些金属离子( Cu,Pb,Hg,Ag等)、加热和氧化剂都可对上述的分解和分子重排起催化作用。
青霉醛酸
N
S
C H
3
C H
3
C O O H
H
O
H
N H
O
p H
2 o r
H g C l
2
N H
O
N
S
C H
3
C H
3
C O O H
O H
O
H
+
N H
O
O H
O
O
N H
O
O
C O
2
P G 在 酸 性 条 件 下 的 不 稳 定 性青 霉 酸青 霉 醛青霉二酸
N
S
C H
3
C H
3
C O O H
H
O
H
N H
O
p H
P G 在 酸 性 条 件 下 的 不 稳 定 性
4
N
N
S
C O O H
H
O
H O
N
O
O
H
+
H N H
2
O
O H
H S
青 霉 醛 青 霉 胺
N
S
C H
3
C H
3
C O O H
H
O
H
N H
O
P G 在 碱 性 和 酶 条 件 下 的 不 稳 定 性
N
O
O
H
+
H N H
2
O
O H
H S
碱 或 酶
N
S
C H
3
C H
3
C O O H
N H
O
H
O
O
-
N
S
C H
3
C H
3
C O O H
N H
O
H
C O
2
H g C l
2
青 霉 酸青 霉 噻 唑 酸
I
2
用途
本品主要用于 G+菌引起的全身或局部严重感染。
PG存在的问题
作用时间短
不耐酸,不能口服
抗菌谱窄
易过敏
耐药性
PG的过敏问题
发生率 0.7-10%,占过敏病人的 74%,过敏休克率为 0.04-0.05%
原因:
1、外源性杂质如青霉噻唑酸(半抗原)
2、内源性过敏源:高聚物
3、半合成青霉素半合成青霉素的工作,是基于
1959年从 PG的发酵液中分离到 6-氨基青霉烷酸( 6-APA)
N
S
H 2 N
C H 3
C H 3
C O O H
H
O
H
6 - A P A
( 1)、耐酸青霉素
N
S
C H 3
C H 3
C O O H
H
O
H
R N H
O
耐酸青霉素结构特点
侧链 α-碳原子上引入吸电子基
N
S
C H
3
C H
3
C O O H
H
O
H
N H
O
R
R,C
6
H
5
O C H
2
P V
非 奈 西 林
C
6
H
5
O C H
C H
3
C
6
H
5
O C H
C
2
H
5
丙 匹 西 林
C
6
H
5
O C H
N
3
阿 度 西 林
(2)、耐酶青霉素早在 1940年,人们就发现某些微生物可以产生一种酶,使 PG失效,这种酶后来被通称为 β –内酰胺酶,在寻找耐酶青霉素的研究中,首先发现 三苯甲基青霉素 对 β –内酰胺酶稳定。
N
S
C H 3
C H 3
C O O H
C O N H
O
H
三苯甲基青霉素耐酶青霉素结构特点
侧链有较大的空间位阻
N
S
C H
3
C H
3
C O O H
O
H
R C O N H
R,( C
6
H
5
)
3
C
三 苯 甲 基 青 霉 素
O C H
3
O C H
3
甲 氧 西 林
O C
2
H
5
奈 夫 西 林
N
S
C H
3
C H
3
C O O H
O
R
1
R
2
N
O
C O N H
C H
3
1
2
3 4
5
R
1
R
2
H H 苯 唑 西 林
C l H 氯 唑 西 林
C l C l 双 氯 西 林
C l F 氟 氯 西 林异恶唑类青霉素
(3)、广谱青霉素
N
S
C H 3
C H 3
C O O H
O
-
O C C H ( C H
2 ) 3 C O N H
O
+
N H 3
P N ( 阿 地 西 林 )
1948年从头孢霉菌的发酵液中分离得到,
发现 PN对于革兰氏阳性菌的作用低于
PG,但对革兰氏阴性菌的作用强于 PG
广谱青霉素的结构特点
当侧链引入 亲水性基团 如 OH,NH2,COOH时,
对 G- 的作用明显增强,当引入 SO3H时,抗绿脓杆菌的作用加强
侧链引入空间位阻较大的杂环,如噻吩、呋喃、咪唑环,对酸和酶也较稳定。
N
S
C H
3
C H
3
C O O H
R C O N H
O
R,
C H
N H
2
C H
N H
2
H O
A m p i c i l l i n
C H
C O O H
A m o x i l l i n
C H
C a r b e n i c i l l i n ( 羧 苄 西 林 )
S O
3
H
S u l b e n i c i l l i n ( 磺 苄 西 林 )
C H
C O O H
S
T i c a r c i l l i n ( 替 卡 西 林 )
( 氨 苄 西 林 )
( 阿 莫 西 林 )
N
S
C H 3
C H 3
C O O H
O
NN
C H 3 C H 3
H
O
H e t a c i l l i n ( 海 他 西 林 )
N
S
C H
3
C H
3
C O O H
O
R C O N H
R,
N NC
2
H
5
C O N H C H
O
O
P i p e r a c i l l i n ( 哌 拉 西 林 )
N
C O N H C H
O H
N
A p a l c i l l i n ( 阿 帕 西 林 )
氨苄西林 (掌握 )
N
N
S
O
O
H H
C H 3
C H 3
O
O H
H
H N H 2
H
3 H 2 O
1
2
6
6- [D- (- ) - 2-氨基-苯乙酰氨基 ]青霉烷酸的三水化合物阿莫西林 (掌握 )
( 2S,5R,6R) -3,3-二甲基 -6-[( R) -( -) -2-氨基 2-( 4-羟基苯基)乙酰氨基 ]-7-氧代 -4-硫杂 -1-氮杂双环 [3.2.0]庚烷 -2-甲酸三水合物
N
N
S
O
O
H H
C H 3
C H 3
O
O HH
H N H 2
H O
H
3 H 2 O
性状:白色或类白色结晶性粉末,微溶于水,
不溶于乙醇。
用途:临床上主要用于泌尿系统、呼吸系统、
胆道等的感染。
二、头孢菌素类
O
-
O C C H ( C H
2
)
3
C O N H
O
+
N H
3
N
S
C O O H
C H
2
O C O C H
3
头 孢 菌 素 C
D-a-氨基己二酸
7-氨基头孢烷酸( 7-ACA)
1956年,从头孢菌属的发酵液中分离得到头孢菌素 C
特点
7-ACA与 6-APA 相比稳定
头孢菌素 C:
1,G+的作用只有 PG的百分之一,但对 G-的作用较强
2、对酶和酸稳定
3、过敏反应只有 PG的四分之一结构特点
头孢菌素类是由 β –内酰胺环与氢化噻嗪环 骈合而成
头孢菌素类有 2个 ( C6,
C7)
天然产物的构型,6R,
7R
β –内酰胺环与氢化噻嗪环折叠成 L型
O
C O O H
H
N
S
R C O N H
C H 2 A
H
1
2
3
4
5
6
7
8
6 R,7 R
O
N
S
C O O H
C H
2
R
2
R
1
C O N H
R
1
R
2
S
S
O C O C H
3
N
NN
N
N C H
2
NN
S C H
3
S
头 孢 噻 吩头 孢 噻 啶头 孢 唑 啉第一代特点 主要作用于革兰氏阳性菌和葡萄球菌,口服吸收差,耐酶性差第二代
O
N
S
C O O H
R
2
R
1
R
2
R
1
C H C O N H
N H
2
C H
3
H O
C H
3
C l
C H
3
H O
N
N
N
C H
2
S
头 孢 氨 苄头 孢 羟 氨 苄头 孢 克 罗头 孢 拉 定羟 氨 苄 唑 头 孢 ( 头 孢 孟 多 )
O
N
S
C O O H
R
N
S
C
N H
2
N O C H
3
C O N H
R
C H
2
O C O C H
3
C H
3
N
NN
N
C H
2
S
C H
3
N
NN
O H
C H
3
C H
2
S
O
头 孢 噻 肟头 孢 唑 肟头 孢 甲 肟头 孢 曲 松第三代最好的药代动力学性质
3-位的适当基团的引入有助于改变药代动力学性质
O
N
R
1
C O N H S
C O O H
R
2
R
1
R
2
N
S
C
N H
2
N O C H
2
C O O H
N
S
C
N H
2
C H = C H
N O C ( C H
3
)
2
C O O H
N
S
C
N H
2
H C H
2
C O O H
C H
2
N
H
头 孢 克 肟头 孢 他 啶头 孢 噻 腾甲氧基改为羧基,可以避免交叉过敏,增强抗菌谱,改善生物利用度
O
N
S
C O O
-
C H
2
R
N
S
C
N H
2
N O C H
3
C O N H
R
N
N
C H
3
N C O N H
2
头 孢 匹 罗头 孢 吡 肟头 孢 克 定
3位引入带正电荷的季铵,
可以有助于加强药物对于细胞膜的穿透力头孢菌素类的构效关系小结
O
N
R C O N H S
C O O H
C H 2 O C O C H 3
H
1
2
3
4
5
6
7
8
1,7位侧链部分决定抗菌谱
2,7位 a-取代基影响药物对 β –内酰胺酶的稳定性
3,5位 S用 C,O代,影响抗菌效力
4,3位取代基影响抗菌效力和药物动力学性质头孢氨苄 Cefalexin (掌握 )
N
S
H H
O
C H
3
C O O H
N
H
C O
N H
2
H
( 6R,7R) -3-甲基 -[( R) -2-苯乙酰氨基 ]-8-氧代 -
5-硫杂 -氮杂双环 [4.2.0]辛 -2-烯 -2-甲酸
本品为白色或乳黄色结晶性粉末,微臭,在水中微溶,在乙醇、氯仿或乙醚中不溶。
化学性质:
1.本品与含有硝酸的硫酸混合 氧化 黄色
2,本品与冰醋酸与硫酸铜混合,再与氢氧化钠作用,显橄榄绿色。
口服,广谱适用于大肠杆菌引起的尿道感染和链球菌及耐药菌引起的呼吸道感染。
头孢拉定 (掌握 )
用于尿道和上呼吸道感染头孢克罗 (了解 )
H
N
N
O
H
S
C O O N a
H
O
N H 2
C l
H 2 O
三,β –内酰胺类抗生素抗菌增效剂
( β –内酰胺酶抑制剂)
O
N
O
C O O H
H
C H 2 O H
克 拉 维 酸 ( 棒 酸 )
氧青霉素类1、
1976年发现,本身抗菌作用弱,与 β-内酰胺类抗生素合用,可大大减少这些抗生素用量。
克拉维酸使头孢类增效 2?8倍,使羟氨苄青霉素增效
130倍。
O
N
S
C O O H
C H 3
C H 3
O O
舒 巴 坦
2、
(青霉烷砜酸)
抑制 β-内酰胺酶活性稍差于棒酸,但半衰期在
100小时以上,口服效果差。
第二节四环素类抗生素
( Tetracycline Antibiotics)
概述四环素类抗生素是由放线菌产生的一类广谱抗生素,最早发现的是 金霉素,其次为 土霉素,
最后是 四环素 。他们的结构特点是都具有丁省烷的结构,也称 氢化骈四苯
1、结构特点
O H O O H O
C O N H
2
O H
H
3
C
N ( C H
3
)
2O H
R
1
R
BCD
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 0 1 1 1 2
4
a
R R
1
C l H
H
O H
H
H
金 霉 素土 霉 素四 环 素
O H
A
1)氢化骈四苯,A,B,C,D
四个环不在同一个平面上,A 和 B、
C,D形成褶皱
2)分子内多个氢键
3) 6-OH β型,CH3 α型
4-N( CH3) 2 α型
O H O O H O
C O N H 2
O H
H 3 C N ( C H 3 ) 2O H
R 1R
BCD
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 0 1 1 1 2
4 a
O H
A
2、理化性质
1)四环素类化合物为两性化合物,不溶于水,但可以溶于酸或碱
O H O O H O
C O N H 2
O H
H 3 C N ( C H 3 ) 2O H
BCD
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 0 1 1 1 2
4 a
四 环 素
O H
A
PI 5.3-5.5
2)稳定性酸性条件下的不稳定性
如在酸性条件下,C6位上醇羟基和 C5α上的氢发生反式消除反应,生成橙黄色脱水物。
脱水物
O H O O H O
C O N H
2
O H
H
3
C
N ( C H
3
)
2O H
R
1R
A
BCD
6
O H O O H O
C O N H
2
O H
H
3
C
N ( C H
3
)
2O H
2
A
H
R
1R
B
C
D
6
H
+
P H = 2
H
2
O
O H O O H O
C O N H
2
O H
N ( C H
3
)
2
C H
3
R
1R
A
BCD
6
H
+
O H O O
C O N H
2
O H
H
3
C N ( C H
3
)
2
O H
A
R
1R
BCD
6
O H
O H
O H
O H
+
5
a
碱性条件下的不稳定性
在碱性中,由于 OH-的作用,C6位上醇羟基形成氧负离子,向 C11位发生分子内亲核进攻,生成具有内酯结构的异构体。
内酯物
O H O O H O
C O N H
2
O H
H
3
C
N ( C H
3
)
2O H
R
1
R
A
BCD
6
O H
O H
-
O H O O H O
C O N H
2
O H
H
3
C
N ( C H
3
)
2
R
1
R
A
BCD
6
O H
O
-
O H O H O
C O N H
2
O H
H
3
C
N ( C H
3
)
2
O
-
R
1
R
A
BD
O H
O
O H O
-
O
C O N H
2
O H
H
3
C
N ( C H
3
)
2
O
R
1
R
A
BD
O H
O
O H O O
C O N H
2
O H
H
3
C
N ( C H
3
)
2
O
R
1
R
A
BD
O H
O
弱酸性条件下的不稳定性
pH2-6时,C4位上二甲胺基很易发生差向异构化,可逆。某些阴离子(磷酸根、枸橼酸根、醋酸根离子)存在可加速异构化反应。
差向异构体
O H O O H O
C O N H
2
O H
H
3
C
N ( C H
3
)
2O H
R
1
R
A
BCD
6
H
+
P H =
2
O H
O H O O H O
C O N H
2
O H
H
3
C
N H ( C H
3
)
2O H
R
1
R
A
BCD
6
O H
- 6
O H O O H
C O N H
2
O H
H
3
C O H
O H
R
1
R
A
BCD
6
O H
N H ( C H
3
)
2
O H O O H
C O N H
2
O
H
3
C O H
O H
R
1
R
A
BCD
6
O H
N H ( C H
3
)
2
H
O H O O H O
C O N H
2
O H
H
3
C
N ( C H
3
)
2O H
R
1
R
A
BCD
6
O H
4
4
土霉素比四环素难金霉素比四环素易和金属离子反应
O H O O O
C O N H
2
O H
H
3
C
N ( C H
3
)
2O H
BCD
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 0 1 1
1 2
4
a
O H
A
M
n +
四环素牙由于四环素能和钙离子形成络合物,在体内骨骼和牙齿上,
使小儿的牙齿变成黄色,孕妇服用后其产儿可能发生牙齿变色、
骨骼生长抑制,因此对小儿和孕妇应慎用或禁用。
差向异构体和脱水物抗菌活性降低,毒性增大,如:差向异构四环素和脱水四环素比四环素活性低 6倍以上,毒性脱水四环素大 250倍,差向体大 70倍,均对肾脏损害。
鉴别
与 FeCl3 H2SO4的反应
3、半合成四环素类四环素类是广谱抗生素,用于各种 G+和 G-的感染,对某些滤过性病毒、原虫等也有作用。
但临床广泛应用以后,细菌对这类抗生素产生了 耐药,再者,结构对 酸碱不稳定,因此开展了半合成四环素类的工作半合成四环素类
C6 β -羟基的除去 ----抗菌作用增强,对四环素耐药菌有效,长效
O H O O H O
C O N H 2
O H
H 3 C N ( C H 3 ) 2O H
O H
盐酸脱氧土霉素 / 多西环素 (掌握 )
本品为淡黄色或黄色结晶性粉末,味苦
化学性质:
1,本品与硫酸作用,显黄色。
2,本品 /H2O + KCr2O7/H2SO4 乙醛香味
本品抗菌谱与四环素相同,长效、高效、抗菌作用比四环素强 10倍,对四环素耐药菌仍有效,主要用于呼吸道感染、慢性支气管炎和泌尿道感染等。
第三节氨基糖苷类抗生素
( Aminoglycoside Antibiotics)
氨基糖苷类抗生素是由 氨基糖 与 氨基环醇 结合成的碱性苷,
优点:易溶于水,抗菌谱广,吸收排泄良好。
缺点:毒性大,第八对颅脑神经和肾脏。
耐药性:带有 R因子的细菌能产生各种酶,使抗生素钝化。
O H
N H C N H
2
O H
O
O H
N H C H
3
H O
O
N H C N H
2
N H
N H
O
C H
3
H O
O H C
O
O H
H O H
2
C
链 霉 素
N - 甲 基 葡 萄 糖 胺链 霉 糖 链 霉 胍硫酸链霉素 (掌握 )
链霉素发现于 1944年,是第一代氨基糖苷类抗生素,
由一分子 链霉胍 和一分子 链霉双糖胺 结合而成。
3个碱性中心,通常形成硫酸盐用于临床。
化学性质
过酸或过碱,易水解失效,PH5-7.5稳定。
1.链霉素 → 链霉胍 +链霉双糖胺
∟ 链霉糖 +N-甲基葡萄糖胺链霉糖 → 重排 / 消去 → 麦牙酚 → Fe3+ / H+ →
→ 紫红色络合物
2.坂口反应用途
本品用于各种结核病,尤其对结核性脑膜炎和急性浸润型肺结核疗效好,对泌尿道感染、
败血症等有效。
C H
2
O H
H O
H
2
N
O H
O
O H
O
N H
2R
O
O
H O
O H
O H
C H
2
N H
2
K a n a m y c i n A
R,N H
2
N H C O C H ( C H
2
)
2
N H
2
O H
A m i k a c i n ( 阿 米 卡 星 )
阿米卡星 (熟悉 )
卡那霉素含有 A,B,C三个组分,A组分为主要成分,常为硫酸盐。
为了克服耐药性,可以在氨基的位置进行结构改造,将 氨基羟丁酰基 引入分子结构中,得到 阿米卡星,对 Kanamycin耐药的绿脓杆菌、
大肠杆菌和金葡菌均有显著作用。
不良反应
本品的耳毒性与肾毒性与卡那霉素近似,肾功能减退及老年人应慎用。神经肌肉接头阻滞及过敏反应均少见。
第四节大环内酯类抗生素
( Macrolide Antibiotics)
大环内酯类抗生素是链霉菌产生的一类弱碱性抗生素,因分子结构中含有一个内酯结构的大环而得名。属十四元大环的抗生素有红霉素极其衍生物,
属十六元大环内酯的有麦迪霉素,白霉素,交沙霉素等。
概述共同点:
1,结构,都具有一个大环内酯结构,通过羟基和去氧氨基糖,6-去氧糖以甙键联结。
(碱性甙)
2,碱性化合物 在碱性时可溶于有机溶媒,在酸性时可结合成盐而溶于水,利用这些性质可将它们从发酵液中提出。
3,H+下甙键易水解,OH-下内酯环易破裂。
近中性溶液中稳定。
红霉内酯环脱氧氨基糖红霉糖
O
H
3
C
H O
C H
3
C H
3
C
2
H
5
O
C H
3
O
C H
3
O
C H
3
O H
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 0
1 1
1 2
1 3
O
O H
N ( C H
3
)
2
C H
3
O
C H
3
O C H
3
O H
C H
3
X
O R
X R
O H 红 霉 素
N O C H
2
O ( C H
2
)
2
O C H
3
H
罗 红 霉 素
O C H 3
克 拉 红 霉 素
1 4
红霉素 (熟悉 )O
H
3
C
H O
C H
3
C H
3
C
2
H
5
O
C H
3
O
C H
3
O
C H
3
O H
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 0
1 1
1 2
1 3
O
O H
N ( C H
3
)
2
C H
3
O
C H
3
O C H
3
O H
C H
3
O
O H
1 4
红霉素 是临床使用的第一个大环内酯类化合物红霉素由红色链丝菌产生,包括 A、
B,C,通常指成分 A,B,C被视为杂质。
白色结晶,味苦,水中极微溶解,
饱和水溶液对石蕊试纸呈中性或弱碱性反应,与酸易成盐。
红霉素的水溶性较小,只能口服,
酸性条件下不稳定,易被胃酸破坏
1,低温和 pH7时最稳定,H+或 OH-中水解失效。
2,本品遇硫酸呈红棕色。
化学性质红霉素 A的酸不稳定性
O H
O
H
3
C
C H
3
C H
3
6
7
8
9
1 0
H
+
H
3
C
C H
3
C H
3
H O
6
7
8
9
1 0 O H 3 C
C H
3
C H
3H O
H O
C H
3
6
7
8
9
1 0 O
脱 水
1 1
6
7
8
9
1 0 O
1 1
加 成
1 2
O
H
3
C
H O
C H
3
C H
3
C H
3
脱 水
H
3
C
C H
3
C H
3
H O
C H
3
6
7
8
9
1 0 O
1 1
1 2
红 霉 胺
+
O
H O C H
3
C H
3
O C H
3
克 拉 定 糖
(红霉糖)
结构改造和修饰
可制成无味或不易被胃酸破坏的酯类,水溶性制剂有乳糖酸红霉素。
红霉素碳酸乙酯 — 白色结晶性粉末,无味、微溶于水,可配成混悬剂供儿童服用。
无味红霉素 — 为红霉素丙酸酯与十二烷基硫酸氢酯所成的盐,白色结晶性粉末,几乎无味,不溶于水,在 H+中较稳定,适宜口服。
红霉素硬脂酸酯 — 白色或微黄色结晶,味微苦,
几不溶于水,在 H+中较红霉素稳定。
乳糖酸红霉素 — 白色或微黄色结晶性粉末,易溶于水,乙醇和甲醇。可配成注射剂用。
第五节氯霉素类
O 2 N C C C H 2 O H
H
N H C O C H C l 2
O H
H
1 2
3
氯霉素 Chloramphenicol(掌握 )
1R,2R-( -) -1-对硝基苯基 -2-二氯乙酰胺基 -1,3-丙二醇
C
C
C H
2
O H
H O H
H
N H C O C H C l
2
N O
2
C
C
C H
2
O H
H O H
H
N H C O C H C l
2
N O
2
C
C
C H
2
O H
H O H
C l
2
C H C O N H
H
N O
2
C
C
C H
2
O H
H O H
C l
2
C H C O N H
H
N O
2
D - ( - ) - 苏 阿 糖 型 L - ( + ) - 苏 阿 糖 型
D - ( + ) - 赤 藓 糖 型 L - ( - ) - 赤 藓 糖 型
1 R,2 R ( - )
1 S,2 S ( + )
1 S,2 R ( + )
1 R,2 S ( - )
氯霉素是由链霉菌产生的抗生素,由于分子结构比较简单,所以是第一个可以用化学方法全合成的抗生素化学性质:
1,稳定性 较稳定,耐热 水溶液煮沸 5小时不失效,
在中性或微酸性( pH4.5-7.5)水溶液中较稳定,但在强酸、碱液中,仍可水解失效。
2,分子中硝基经氯化钙和锌粉还原成羟胺衍生物,
在醋酸钠存在下与氯化苯甲酰进行苯甲酰化,生成物在弱酸性中与高铁离子生成紫红色至紫色络合物。
O
2
N C C C H
2
O H
O H
H N H C O C H C L
2
H
N
OH
H
C C C H
2
O H
O H
H N H C O C H C L
2
H
Z n +C a C l
C O C l
N a Ac
C C C H
2
O H
O H
H N H C O C H C L
2
H
N
OH
C O
C C C H
2
O H
O H
H N H C O C H C L
2
H
N
C O
O
Fe
3+
弱 H
+
Fe
3+
3,本品含不解离性氯的中性化合物,如在醇制氢氧化钾溶液中加热,可将氯转变为无机氯化物,呈氯离子反应。
4,水解生成物与与过碘酸作用,氧化成醛。
5,分子中硝基还原为芳伯氨基。
氯霉素的合成
C O C H
3
O
2
N
B r
2
C O C H
2
B rO
2
N
( C H
2
)
6
N
4
D e l e p i n e
反 应
C O C H
2
B rO
2
N ( C H 2 ) 6 N 4
H C l
C O C H
2
N H
2
O
2
N H C l
( C H
3
C O )
2
O
C O C H
2
N H C O C H
3
O
2
N
H C H O,C
2
H
5
O H
T o l l e n s 缩 合
C C H C H
2
O HO
2
N
O N H C O C H
3 A l ( i O P r )
3
M e e r w e in P o n n d o r f 还 原
C C H C H
2
O HO
2
N
N H C O C H
3
H
O H
1,H C l,H
2
O
2,1 5 % N a O H
C C H C H
2
O HO
2
N
N H
2
H
O H
拆 分
C C H C H
2
O HO
2
N
N H
2
H
O H
D ( - )
C l
2
C H C O O C H
3
C C H C H
2
O HO
2
N
H
O H
N H C O C H C l
2
氯霉素是控制伤寒、斑疹伤寒、副伤寒的首选药物
抑制骨髓造血系统,可以引起再生障碍性贫血
部分发达国家已经取消氯霉素的使用,我国生产的氯霉素出口非洲
( Antibiotics)
抗生素的定义
抗生素的发展史
抗生素的来源
分类:
概述抗生素的定义
抗生素 是指某些微生物的代谢产物,这些物质只要极低的浓度就可以抑制或杀灭其他微生物
由于临床上使用的抗生素多用于抗菌,所以习惯称 抗菌素,但后来十余年的发展发现抗生素的作用远远超过了抗菌的范围抗生素的发展史
1929年,Fleming报告当葡萄球菌培养的平板上污染了青霉菌以后,有部分溶解葡萄球菌落的现象
1940年,Florey和 Chain联合有关的基础和临床研究结果,发现可以供临床使用的 青霉素
以后,不断有新的抗生素问世,链霉素( 1944年),
氯霉素( 1947年),金霉素( 1948年),土霉素
( 1950年),红霉素( 1952年),卡那霉素
( 1957年),庆大霉素( 1964年)
抗生素的来源
微生物合成(发酵,提取纯化)
为我国抗生素的主要来源
化学方法全合成少数,如氯霉素
半合成在来源上所占比例逐渐上升。
β –内酰胺类抗生素 如青霉素,头孢菌素四环素类抗生素 如四环素、土霉素氨基糖苷类抗生素 如链霉素、卡那霉素大环内酯类抗生素 如红霉素氯霉素类 如氯霉素其他类抗生素的分类第一节
β –内酰胺类抗生素
( β –Lactam Antibiotics)
学习内容
概述
青霉素类
头孢菌素类
β –内酰胺类抗生素抗菌增效剂
单环 β –内酰胺类抗生素
N H
O
β
α
β –内酰胺环概述
β –内酰胺类抗生素的基本结构类型
N
S
R C O N H
C H 3
C H 3
C O O H
X
O
H
X = H o r O C H 3
N
SR C O N H
C H 2 A
O
C O O H
H H
H
A = H o r O C O C H 3
青 霉 素 类 头 孢 菌 素 类
β –内酰胺类抗生素的基本结构类型
N
O
碳 青 霉 烯 - 2
N
S
O
青 霉 烯
N
O
O
氧 青 霉 烷 O
N
单 环 类
N
SR C O N H
C H 2 A
O C H 3
O
C O O H
H
头 霉 素 类一、青霉素类青霉素是霉菌属青霉菌所产生的一类抗生素的总称,一共有
7种,其中以青霉素 G效用较好青霉素钠 Benzylpenicillin Sodium
别名,青霉素 G钠 苄青霉素钠(掌握)
N
S
C
6
H
5
C H
2
C O N H
C H
3
C H
3
H H
O C O O N a
( 2S,5R,6R) -3,3-二甲基 -6-( 2-苯乙酰氨基) -
7-氧代 -4-硫杂 -1-氮杂双环 [3.2.0]庚烷 -2-甲酸结构特点
青霉素类由 β –内酰胺环与氢化噻唑环 骈合而成,
青霉素类母核中由 3个手性 C( C2,C5,C6),
天然产物的构型,2S,
5R,6R
β –内酰胺环与氢化噻唑环折叠成 L型
O
H
H
N
S
R C O N H
C H 3
C H 3
C O O H
H
1
2
3
4
5
6
7
性状:
本品为白色结晶性粉末,无臭或微有特异臭,
易吸潮,水中极易溶解。游离的青霉素呈酸性,不溶于水,可溶于有机溶剂(如醋酸丁酯)。
理化性质:
1、干燥时对热稳定,可在室温存放。水溶液在 PH6-6.8时稳定。
2、青霉素性质不稳定,遇酸、碱、氧化剂、
醇、青霉素酶迅速失效,粉针剂(水溶液室温下易失效)。
( 1)遇碱,β-内酰胺环破裂,分解为青霉噻唑酸
( 2)遇酸,因电子转移引起分子重排失效
( 3)青霉素易受青霉素酰化酶水解生成 6-氨基青霉烷酸( 6-APA)
某些金属离子( Cu,Pb,Hg,Ag等)、加热和氧化剂都可对上述的分解和分子重排起催化作用。
青霉醛酸
N
S
C H
3
C H
3
C O O H
H
O
H
N H
O
p H
2 o r
H g C l
2
N H
O
N
S
C H
3
C H
3
C O O H
O H
O
H
+
N H
O
O H
O
O
N H
O
O
C O
2
P G 在 酸 性 条 件 下 的 不 稳 定 性青 霉 酸青 霉 醛青霉二酸
N
S
C H
3
C H
3
C O O H
H
O
H
N H
O
p H
P G 在 酸 性 条 件 下 的 不 稳 定 性
4
N
N
S
C O O H
H
O
H O
N
O
O
H
+
H N H
2
O
O H
H S
青 霉 醛 青 霉 胺
N
S
C H
3
C H
3
C O O H
H
O
H
N H
O
P G 在 碱 性 和 酶 条 件 下 的 不 稳 定 性
N
O
O
H
+
H N H
2
O
O H
H S
碱 或 酶
N
S
C H
3
C H
3
C O O H
N H
O
H
O
O
-
N
S
C H
3
C H
3
C O O H
N H
O
H
C O
2
H g C l
2
青 霉 酸青 霉 噻 唑 酸
I
2
用途
本品主要用于 G+菌引起的全身或局部严重感染。
PG存在的问题
作用时间短
不耐酸,不能口服
抗菌谱窄
易过敏
耐药性
PG的过敏问题
发生率 0.7-10%,占过敏病人的 74%,过敏休克率为 0.04-0.05%
原因:
1、外源性杂质如青霉噻唑酸(半抗原)
2、内源性过敏源:高聚物
3、半合成青霉素半合成青霉素的工作,是基于
1959年从 PG的发酵液中分离到 6-氨基青霉烷酸( 6-APA)
N
S
H 2 N
C H 3
C H 3
C O O H
H
O
H
6 - A P A
( 1)、耐酸青霉素
N
S
C H 3
C H 3
C O O H
H
O
H
R N H
O
耐酸青霉素结构特点
侧链 α-碳原子上引入吸电子基
N
S
C H
3
C H
3
C O O H
H
O
H
N H
O
R
R,C
6
H
5
O C H
2
P V
非 奈 西 林
C
6
H
5
O C H
C H
3
C
6
H
5
O C H
C
2
H
5
丙 匹 西 林
C
6
H
5
O C H
N
3
阿 度 西 林
(2)、耐酶青霉素早在 1940年,人们就发现某些微生物可以产生一种酶,使 PG失效,这种酶后来被通称为 β –内酰胺酶,在寻找耐酶青霉素的研究中,首先发现 三苯甲基青霉素 对 β –内酰胺酶稳定。
N
S
C H 3
C H 3
C O O H
C O N H
O
H
三苯甲基青霉素耐酶青霉素结构特点
侧链有较大的空间位阻
N
S
C H
3
C H
3
C O O H
O
H
R C O N H
R,( C
6
H
5
)
3
C
三 苯 甲 基 青 霉 素
O C H
3
O C H
3
甲 氧 西 林
O C
2
H
5
奈 夫 西 林
N
S
C H
3
C H
3
C O O H
O
R
1
R
2
N
O
C O N H
C H
3
1
2
3 4
5
R
1
R
2
H H 苯 唑 西 林
C l H 氯 唑 西 林
C l C l 双 氯 西 林
C l F 氟 氯 西 林异恶唑类青霉素
(3)、广谱青霉素
N
S
C H 3
C H 3
C O O H
O
-
O C C H ( C H
2 ) 3 C O N H
O
+
N H 3
P N ( 阿 地 西 林 )
1948年从头孢霉菌的发酵液中分离得到,
发现 PN对于革兰氏阳性菌的作用低于
PG,但对革兰氏阴性菌的作用强于 PG
广谱青霉素的结构特点
当侧链引入 亲水性基团 如 OH,NH2,COOH时,
对 G- 的作用明显增强,当引入 SO3H时,抗绿脓杆菌的作用加强
侧链引入空间位阻较大的杂环,如噻吩、呋喃、咪唑环,对酸和酶也较稳定。
N
S
C H
3
C H
3
C O O H
R C O N H
O
R,
C H
N H
2
C H
N H
2
H O
A m p i c i l l i n
C H
C O O H
A m o x i l l i n
C H
C a r b e n i c i l l i n ( 羧 苄 西 林 )
S O
3
H
S u l b e n i c i l l i n ( 磺 苄 西 林 )
C H
C O O H
S
T i c a r c i l l i n ( 替 卡 西 林 )
( 氨 苄 西 林 )
( 阿 莫 西 林 )
N
S
C H 3
C H 3
C O O H
O
NN
C H 3 C H 3
H
O
H e t a c i l l i n ( 海 他 西 林 )
N
S
C H
3
C H
3
C O O H
O
R C O N H
R,
N NC
2
H
5
C O N H C H
O
O
P i p e r a c i l l i n ( 哌 拉 西 林 )
N
C O N H C H
O H
N
A p a l c i l l i n ( 阿 帕 西 林 )
氨苄西林 (掌握 )
N
N
S
O
O
H H
C H 3
C H 3
O
O H
H
H N H 2
H
3 H 2 O
1
2
6
6- [D- (- ) - 2-氨基-苯乙酰氨基 ]青霉烷酸的三水化合物阿莫西林 (掌握 )
( 2S,5R,6R) -3,3-二甲基 -6-[( R) -( -) -2-氨基 2-( 4-羟基苯基)乙酰氨基 ]-7-氧代 -4-硫杂 -1-氮杂双环 [3.2.0]庚烷 -2-甲酸三水合物
N
N
S
O
O
H H
C H 3
C H 3
O
O HH
H N H 2
H O
H
3 H 2 O
性状:白色或类白色结晶性粉末,微溶于水,
不溶于乙醇。
用途:临床上主要用于泌尿系统、呼吸系统、
胆道等的感染。
二、头孢菌素类
O
-
O C C H ( C H
2
)
3
C O N H
O
+
N H
3
N
S
C O O H
C H
2
O C O C H
3
头 孢 菌 素 C
D-a-氨基己二酸
7-氨基头孢烷酸( 7-ACA)
1956年,从头孢菌属的发酵液中分离得到头孢菌素 C
特点
7-ACA与 6-APA 相比稳定
头孢菌素 C:
1,G+的作用只有 PG的百分之一,但对 G-的作用较强
2、对酶和酸稳定
3、过敏反应只有 PG的四分之一结构特点
头孢菌素类是由 β –内酰胺环与氢化噻嗪环 骈合而成
头孢菌素类有 2个 ( C6,
C7)
天然产物的构型,6R,
7R
β –内酰胺环与氢化噻嗪环折叠成 L型
O
C O O H
H
N
S
R C O N H
C H 2 A
H
1
2
3
4
5
6
7
8
6 R,7 R
O
N
S
C O O H
C H
2
R
2
R
1
C O N H
R
1
R
2
S
S
O C O C H
3
N
NN
N
N C H
2
NN
S C H
3
S
头 孢 噻 吩头 孢 噻 啶头 孢 唑 啉第一代特点 主要作用于革兰氏阳性菌和葡萄球菌,口服吸收差,耐酶性差第二代
O
N
S
C O O H
R
2
R
1
R
2
R
1
C H C O N H
N H
2
C H
3
H O
C H
3
C l
C H
3
H O
N
N
N
C H
2
S
头 孢 氨 苄头 孢 羟 氨 苄头 孢 克 罗头 孢 拉 定羟 氨 苄 唑 头 孢 ( 头 孢 孟 多 )
O
N
S
C O O H
R
N
S
C
N H
2
N O C H
3
C O N H
R
C H
2
O C O C H
3
C H
3
N
NN
N
C H
2
S
C H
3
N
NN
O H
C H
3
C H
2
S
O
头 孢 噻 肟头 孢 唑 肟头 孢 甲 肟头 孢 曲 松第三代最好的药代动力学性质
3-位的适当基团的引入有助于改变药代动力学性质
O
N
R
1
C O N H S
C O O H
R
2
R
1
R
2
N
S
C
N H
2
N O C H
2
C O O H
N
S
C
N H
2
C H = C H
N O C ( C H
3
)
2
C O O H
N
S
C
N H
2
H C H
2
C O O H
C H
2
N
H
头 孢 克 肟头 孢 他 啶头 孢 噻 腾甲氧基改为羧基,可以避免交叉过敏,增强抗菌谱,改善生物利用度
O
N
S
C O O
-
C H
2
R
N
S
C
N H
2
N O C H
3
C O N H
R
N
N
C H
3
N C O N H
2
头 孢 匹 罗头 孢 吡 肟头 孢 克 定
3位引入带正电荷的季铵,
可以有助于加强药物对于细胞膜的穿透力头孢菌素类的构效关系小结
O
N
R C O N H S
C O O H
C H 2 O C O C H 3
H
1
2
3
4
5
6
7
8
1,7位侧链部分决定抗菌谱
2,7位 a-取代基影响药物对 β –内酰胺酶的稳定性
3,5位 S用 C,O代,影响抗菌效力
4,3位取代基影响抗菌效力和药物动力学性质头孢氨苄 Cefalexin (掌握 )
N
S
H H
O
C H
3
C O O H
N
H
C O
N H
2
H
( 6R,7R) -3-甲基 -[( R) -2-苯乙酰氨基 ]-8-氧代 -
5-硫杂 -氮杂双环 [4.2.0]辛 -2-烯 -2-甲酸
本品为白色或乳黄色结晶性粉末,微臭,在水中微溶,在乙醇、氯仿或乙醚中不溶。
化学性质:
1.本品与含有硝酸的硫酸混合 氧化 黄色
2,本品与冰醋酸与硫酸铜混合,再与氢氧化钠作用,显橄榄绿色。
口服,广谱适用于大肠杆菌引起的尿道感染和链球菌及耐药菌引起的呼吸道感染。
头孢拉定 (掌握 )
用于尿道和上呼吸道感染头孢克罗 (了解 )
H
N
N
O
H
S
C O O N a
H
O
N H 2
C l
H 2 O
三,β –内酰胺类抗生素抗菌增效剂
( β –内酰胺酶抑制剂)
O
N
O
C O O H
H
C H 2 O H
克 拉 维 酸 ( 棒 酸 )
氧青霉素类1、
1976年发现,本身抗菌作用弱,与 β-内酰胺类抗生素合用,可大大减少这些抗生素用量。
克拉维酸使头孢类增效 2?8倍,使羟氨苄青霉素增效
130倍。
O
N
S
C O O H
C H 3
C H 3
O O
舒 巴 坦
2、
(青霉烷砜酸)
抑制 β-内酰胺酶活性稍差于棒酸,但半衰期在
100小时以上,口服效果差。
第二节四环素类抗生素
( Tetracycline Antibiotics)
概述四环素类抗生素是由放线菌产生的一类广谱抗生素,最早发现的是 金霉素,其次为 土霉素,
最后是 四环素 。他们的结构特点是都具有丁省烷的结构,也称 氢化骈四苯
1、结构特点
O H O O H O
C O N H
2
O H
H
3
C
N ( C H
3
)
2O H
R
1
R
BCD
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 0 1 1 1 2
4
a
R R
1
C l H
H
O H
H
H
金 霉 素土 霉 素四 环 素
O H
A
1)氢化骈四苯,A,B,C,D
四个环不在同一个平面上,A 和 B、
C,D形成褶皱
2)分子内多个氢键
3) 6-OH β型,CH3 α型
4-N( CH3) 2 α型
O H O O H O
C O N H 2
O H
H 3 C N ( C H 3 ) 2O H
R 1R
BCD
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 0 1 1 1 2
4 a
O H
A
2、理化性质
1)四环素类化合物为两性化合物,不溶于水,但可以溶于酸或碱
O H O O H O
C O N H 2
O H
H 3 C N ( C H 3 ) 2O H
BCD
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 0 1 1 1 2
4 a
四 环 素
O H
A
PI 5.3-5.5
2)稳定性酸性条件下的不稳定性
如在酸性条件下,C6位上醇羟基和 C5α上的氢发生反式消除反应,生成橙黄色脱水物。
脱水物
O H O O H O
C O N H
2
O H
H
3
C
N ( C H
3
)
2O H
R
1R
A
BCD
6
O H O O H O
C O N H
2
O H
H
3
C
N ( C H
3
)
2O H
2
A
H
R
1R
B
C
D
6
H
+
P H = 2
H
2
O
O H O O H O
C O N H
2
O H
N ( C H
3
)
2
C H
3
R
1R
A
BCD
6
H
+
O H O O
C O N H
2
O H
H
3
C N ( C H
3
)
2
O H
A
R
1R
BCD
6
O H
O H
O H
O H
+
5
a
碱性条件下的不稳定性
在碱性中,由于 OH-的作用,C6位上醇羟基形成氧负离子,向 C11位发生分子内亲核进攻,生成具有内酯结构的异构体。
内酯物
O H O O H O
C O N H
2
O H
H
3
C
N ( C H
3
)
2O H
R
1
R
A
BCD
6
O H
O H
-
O H O O H O
C O N H
2
O H
H
3
C
N ( C H
3
)
2
R
1
R
A
BCD
6
O H
O
-
O H O H O
C O N H
2
O H
H
3
C
N ( C H
3
)
2
O
-
R
1
R
A
BD
O H
O
O H O
-
O
C O N H
2
O H
H
3
C
N ( C H
3
)
2
O
R
1
R
A
BD
O H
O
O H O O
C O N H
2
O H
H
3
C
N ( C H
3
)
2
O
R
1
R
A
BD
O H
O
弱酸性条件下的不稳定性
pH2-6时,C4位上二甲胺基很易发生差向异构化,可逆。某些阴离子(磷酸根、枸橼酸根、醋酸根离子)存在可加速异构化反应。
差向异构体
O H O O H O
C O N H
2
O H
H
3
C
N ( C H
3
)
2O H
R
1
R
A
BCD
6
H
+
P H =
2
O H
O H O O H O
C O N H
2
O H
H
3
C
N H ( C H
3
)
2O H
R
1
R
A
BCD
6
O H
- 6
O H O O H
C O N H
2
O H
H
3
C O H
O H
R
1
R
A
BCD
6
O H
N H ( C H
3
)
2
O H O O H
C O N H
2
O
H
3
C O H
O H
R
1
R
A
BCD
6
O H
N H ( C H
3
)
2
H
O H O O H O
C O N H
2
O H
H
3
C
N ( C H
3
)
2O H
R
1
R
A
BCD
6
O H
4
4
土霉素比四环素难金霉素比四环素易和金属离子反应
O H O O O
C O N H
2
O H
H
3
C
N ( C H
3
)
2O H
BCD
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 0 1 1
1 2
4
a
O H
A
M
n +
四环素牙由于四环素能和钙离子形成络合物,在体内骨骼和牙齿上,
使小儿的牙齿变成黄色,孕妇服用后其产儿可能发生牙齿变色、
骨骼生长抑制,因此对小儿和孕妇应慎用或禁用。
差向异构体和脱水物抗菌活性降低,毒性增大,如:差向异构四环素和脱水四环素比四环素活性低 6倍以上,毒性脱水四环素大 250倍,差向体大 70倍,均对肾脏损害。
鉴别
与 FeCl3 H2SO4的反应
3、半合成四环素类四环素类是广谱抗生素,用于各种 G+和 G-的感染,对某些滤过性病毒、原虫等也有作用。
但临床广泛应用以后,细菌对这类抗生素产生了 耐药,再者,结构对 酸碱不稳定,因此开展了半合成四环素类的工作半合成四环素类
C6 β -羟基的除去 ----抗菌作用增强,对四环素耐药菌有效,长效
O H O O H O
C O N H 2
O H
H 3 C N ( C H 3 ) 2O H
O H
盐酸脱氧土霉素 / 多西环素 (掌握 )
本品为淡黄色或黄色结晶性粉末,味苦
化学性质:
1,本品与硫酸作用,显黄色。
2,本品 /H2O + KCr2O7/H2SO4 乙醛香味
本品抗菌谱与四环素相同,长效、高效、抗菌作用比四环素强 10倍,对四环素耐药菌仍有效,主要用于呼吸道感染、慢性支气管炎和泌尿道感染等。
第三节氨基糖苷类抗生素
( Aminoglycoside Antibiotics)
氨基糖苷类抗生素是由 氨基糖 与 氨基环醇 结合成的碱性苷,
优点:易溶于水,抗菌谱广,吸收排泄良好。
缺点:毒性大,第八对颅脑神经和肾脏。
耐药性:带有 R因子的细菌能产生各种酶,使抗生素钝化。
O H
N H C N H
2
O H
O
O H
N H C H
3
H O
O
N H C N H
2
N H
N H
O
C H
3
H O
O H C
O
O H
H O H
2
C
链 霉 素
N - 甲 基 葡 萄 糖 胺链 霉 糖 链 霉 胍硫酸链霉素 (掌握 )
链霉素发现于 1944年,是第一代氨基糖苷类抗生素,
由一分子 链霉胍 和一分子 链霉双糖胺 结合而成。
3个碱性中心,通常形成硫酸盐用于临床。
化学性质
过酸或过碱,易水解失效,PH5-7.5稳定。
1.链霉素 → 链霉胍 +链霉双糖胺
∟ 链霉糖 +N-甲基葡萄糖胺链霉糖 → 重排 / 消去 → 麦牙酚 → Fe3+ / H+ →
→ 紫红色络合物
2.坂口反应用途
本品用于各种结核病,尤其对结核性脑膜炎和急性浸润型肺结核疗效好,对泌尿道感染、
败血症等有效。
C H
2
O H
H O
H
2
N
O H
O
O H
O
N H
2R
O
O
H O
O H
O H
C H
2
N H
2
K a n a m y c i n A
R,N H
2
N H C O C H ( C H
2
)
2
N H
2
O H
A m i k a c i n ( 阿 米 卡 星 )
阿米卡星 (熟悉 )
卡那霉素含有 A,B,C三个组分,A组分为主要成分,常为硫酸盐。
为了克服耐药性,可以在氨基的位置进行结构改造,将 氨基羟丁酰基 引入分子结构中,得到 阿米卡星,对 Kanamycin耐药的绿脓杆菌、
大肠杆菌和金葡菌均有显著作用。
不良反应
本品的耳毒性与肾毒性与卡那霉素近似,肾功能减退及老年人应慎用。神经肌肉接头阻滞及过敏反应均少见。
第四节大环内酯类抗生素
( Macrolide Antibiotics)
大环内酯类抗生素是链霉菌产生的一类弱碱性抗生素,因分子结构中含有一个内酯结构的大环而得名。属十四元大环的抗生素有红霉素极其衍生物,
属十六元大环内酯的有麦迪霉素,白霉素,交沙霉素等。
概述共同点:
1,结构,都具有一个大环内酯结构,通过羟基和去氧氨基糖,6-去氧糖以甙键联结。
(碱性甙)
2,碱性化合物 在碱性时可溶于有机溶媒,在酸性时可结合成盐而溶于水,利用这些性质可将它们从发酵液中提出。
3,H+下甙键易水解,OH-下内酯环易破裂。
近中性溶液中稳定。
红霉内酯环脱氧氨基糖红霉糖
O
H
3
C
H O
C H
3
C H
3
C
2
H
5
O
C H
3
O
C H
3
O
C H
3
O H
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 0
1 1
1 2
1 3
O
O H
N ( C H
3
)
2
C H
3
O
C H
3
O C H
3
O H
C H
3
X
O R
X R
O H 红 霉 素
N O C H
2
O ( C H
2
)
2
O C H
3
H
罗 红 霉 素
O C H 3
克 拉 红 霉 素
1 4
红霉素 (熟悉 )O
H
3
C
H O
C H
3
C H
3
C
2
H
5
O
C H
3
O
C H
3
O
C H
3
O H
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 0
1 1
1 2
1 3
O
O H
N ( C H
3
)
2
C H
3
O
C H
3
O C H
3
O H
C H
3
O
O H
1 4
红霉素 是临床使用的第一个大环内酯类化合物红霉素由红色链丝菌产生,包括 A、
B,C,通常指成分 A,B,C被视为杂质。
白色结晶,味苦,水中极微溶解,
饱和水溶液对石蕊试纸呈中性或弱碱性反应,与酸易成盐。
红霉素的水溶性较小,只能口服,
酸性条件下不稳定,易被胃酸破坏
1,低温和 pH7时最稳定,H+或 OH-中水解失效。
2,本品遇硫酸呈红棕色。
化学性质红霉素 A的酸不稳定性
O H
O
H
3
C
C H
3
C H
3
6
7
8
9
1 0
H
+
H
3
C
C H
3
C H
3
H O
6
7
8
9
1 0 O H 3 C
C H
3
C H
3H O
H O
C H
3
6
7
8
9
1 0 O
脱 水
1 1
6
7
8
9
1 0 O
1 1
加 成
1 2
O
H
3
C
H O
C H
3
C H
3
C H
3
脱 水
H
3
C
C H
3
C H
3
H O
C H
3
6
7
8
9
1 0 O
1 1
1 2
红 霉 胺
+
O
H O C H
3
C H
3
O C H
3
克 拉 定 糖
(红霉糖)
结构改造和修饰
可制成无味或不易被胃酸破坏的酯类,水溶性制剂有乳糖酸红霉素。
红霉素碳酸乙酯 — 白色结晶性粉末,无味、微溶于水,可配成混悬剂供儿童服用。
无味红霉素 — 为红霉素丙酸酯与十二烷基硫酸氢酯所成的盐,白色结晶性粉末,几乎无味,不溶于水,在 H+中较稳定,适宜口服。
红霉素硬脂酸酯 — 白色或微黄色结晶,味微苦,
几不溶于水,在 H+中较红霉素稳定。
乳糖酸红霉素 — 白色或微黄色结晶性粉末,易溶于水,乙醇和甲醇。可配成注射剂用。
第五节氯霉素类
O 2 N C C C H 2 O H
H
N H C O C H C l 2
O H
H
1 2
3
氯霉素 Chloramphenicol(掌握 )
1R,2R-( -) -1-对硝基苯基 -2-二氯乙酰胺基 -1,3-丙二醇
C
C
C H
2
O H
H O H
H
N H C O C H C l
2
N O
2
C
C
C H
2
O H
H O H
H
N H C O C H C l
2
N O
2
C
C
C H
2
O H
H O H
C l
2
C H C O N H
H
N O
2
C
C
C H
2
O H
H O H
C l
2
C H C O N H
H
N O
2
D - ( - ) - 苏 阿 糖 型 L - ( + ) - 苏 阿 糖 型
D - ( + ) - 赤 藓 糖 型 L - ( - ) - 赤 藓 糖 型
1 R,2 R ( - )
1 S,2 S ( + )
1 S,2 R ( + )
1 R,2 S ( - )
氯霉素是由链霉菌产生的抗生素,由于分子结构比较简单,所以是第一个可以用化学方法全合成的抗生素化学性质:
1,稳定性 较稳定,耐热 水溶液煮沸 5小时不失效,
在中性或微酸性( pH4.5-7.5)水溶液中较稳定,但在强酸、碱液中,仍可水解失效。
2,分子中硝基经氯化钙和锌粉还原成羟胺衍生物,
在醋酸钠存在下与氯化苯甲酰进行苯甲酰化,生成物在弱酸性中与高铁离子生成紫红色至紫色络合物。
O
2
N C C C H
2
O H
O H
H N H C O C H C L
2
H
N
OH
H
C C C H
2
O H
O H
H N H C O C H C L
2
H
Z n +C a C l
C O C l
N a Ac
C C C H
2
O H
O H
H N H C O C H C L
2
H
N
OH
C O
C C C H
2
O H
O H
H N H C O C H C L
2
H
N
C O
O
Fe
3+
弱 H
+
Fe
3+
3,本品含不解离性氯的中性化合物,如在醇制氢氧化钾溶液中加热,可将氯转变为无机氯化物,呈氯离子反应。
4,水解生成物与与过碘酸作用,氧化成醛。
5,分子中硝基还原为芳伯氨基。
氯霉素的合成
C O C H
3
O
2
N
B r
2
C O C H
2
B rO
2
N
( C H
2
)
6
N
4
D e l e p i n e
反 应
C O C H
2
B rO
2
N ( C H 2 ) 6 N 4
H C l
C O C H
2
N H
2
O
2
N H C l
( C H
3
C O )
2
O
C O C H
2
N H C O C H
3
O
2
N
H C H O,C
2
H
5
O H
T o l l e n s 缩 合
C C H C H
2
O HO
2
N
O N H C O C H
3 A l ( i O P r )
3
M e e r w e in P o n n d o r f 还 原
C C H C H
2
O HO
2
N
N H C O C H
3
H
O H
1,H C l,H
2
O
2,1 5 % N a O H
C C H C H
2
O HO
2
N
N H
2
H
O H
拆 分
C C H C H
2
O HO
2
N
N H
2
H
O H
D ( - )
C l
2
C H C O O C H
3
C C H C H
2
O HO
2
N
H
O H
N H C O C H C l
2
氯霉素是控制伤寒、斑疹伤寒、副伤寒的首选药物
抑制骨髓造血系统,可以引起再生障碍性贫血
部分发达国家已经取消氯霉素的使用,我国生产的氯霉素出口非洲