四环类抗生素ppt课件.ppt

第6章四环类抗生素,TetracyclineAntibiotics,1,第一节概述,2,一、简介,定义：一类具有并四苯结构的广谱抗生素。由放线菌产生的一类抗生素（金霉素、土霉素、四环素、地美环素、美他环素等）基本骨架为并四苯。,3,碳核：氢化并四苯（四环）基本结构：,H,4,5,1,7,6,10,11,12,可变部分,4,1四环素：C22H24N2O8；R=R2=H,R1=CH32土霉素：C22H24N2O9；R=H,R1=CH3,R2=OH3金霉素：C22H23ClN2O8;R=Cl,R1=CH3,R2=H4去甲基金霉素：C21H21N2O8;R=Cl,R1=H,R2=H,5,天然四环素类结构：四环素,4,6,6,四环素的命名,6-甲基-4-（二甲氨基）-3，6，10，12，12a-五羟基-1，11-二氧代-1，4，4a，5，5a，6，11，12a-八氢-2-并四苯甲酰胺,7,土霉素：(5-OH-四环素）金霉素：（7-Cl-四环素）,H,6,5,6,4,4,H,8,C6-OH：是不稳定性的主要原因，并且不是必须基团，利用土霉素去掉C6-OH，即多西环素,稳定性增加，因此目前是四环素类药物中的首选药。,半合成四环素类抗生素的结构改造,9,四环素类构效关系,结构中的四环是活性必须，A环中1-4位的取代基是抗菌活性基本药效团，改变其结构活性消失，仅可在酰胺基上的氢进行前药修饰。,A,B,C,D,10,构效关系,C11、C1位的双酮系统结构对抗菌活性至关重要。5、6、7、8、9位的取代基为非活性必须基团，对其改造可改变其抗菌活性、化学稳定性和药代动力学性质。,A,B,C,D,11,二、发现,1948年由金色链丝菌的培养液中分离出金霉素1950年从皲裂链丝菌培养液中分离出土霉素,金霉素,土霉素,12,1953年发现将金霉素Chlotetracycline脱去氯原子，可得到四环素随后发现用在不含氯的培养基中生长的链霉菌菌株发酵可生产四环素Tetracycline60年代70年代，研究开发了半合成四环类：甲烯土霉素、强力霉素和二甲胺四环素等。,金霉素,四环素,13,三、四环素类药理,1、抗菌谱四环类早期主要用于治疗对耐青霉素菌引起的感染有相当的疗效。本类抗生素，对各种G+细菌、除铜绿色假单胞菌以外的G细菌、螺旋体、支原体、立克次氏体和衣原体都有很好的抗菌活性。目前绝大多数大肠杆菌和痢疾杆菌，半数以上金黄色葡萄球菌、肺炎球菌、链球菌等均呈现抗药性，因而主要用于支原体、立克次氏体和衣原体感染症。,14,药物的抗菌活性为：米诺环素多西环素美他环素地美环素四环素土霉素。主要优点是：抗菌谱广、吸收好、副作用小、价格低廉、不引起过敏反应。但又可能引起严重的胃肠道反应和呕吐等。,15,2、作用机理：四环素类抗生素(Tetracyclines)这类抗生素可与敏感菌的70S核蛋白体中的30S亚基结合，从而抑制其蛋白质合成。,16,四环素类药物的耐药性,影响抗菌作用的主要因素：药物透过革兰阳性菌细胞壁或阴性菌细胞膜（即第一道穿透屏障）的难易；对酶（第二道屏障）的稳定性；对抗菌作用靶位（PBPS）的亲和性。细菌的耐药方式：细胞壁外膜渗透性的改变。使抗生素失活：如钝化酶使抗生素作用靶点改变：如PBPs结构改变，使药物对其不敏感。细菌产生药泵细菌产生核蛋白体保护蛋白,17,3、副作用四环素类抗生素的急性毒性很低，但副作用较多，有胃肠道障碍、诱发机会感染和维生素缺乏、肝障碍、粒状白细胞减少等。另外，对胎儿有致畸作用，对幼儿可致骨发育障碍和齿色素沉积，故孕妇和婴幼儿禁用。含Ca、Mg、Al、Fe的食物降低其口服吸收率。,18,第二节四环类抗生素理化性质,一、物理性质。1.发色团：酮基和烯醇基共轭双键系统，决定颜色和紫外特征吸收：265nm350nm。黄色结晶粉末、味苦。2.功能团：二甲胺基（pKa=9.5）,酚羟基（pKa=7.5），三羰基甲烷系统（pKa=3.3）,19,3.溶解度：pHAl3+Ca2+Co2+Mn2+Mg2+，其中以CaMg复盐溶解度较低。钙或镁离子形成不溶性的钙盐或镁盐铁离子形成红色络合物铝离子形成黄色络合物,32,四环素与钙离子的络合物,黄色络合物：沉积在骨骼和牙齿上小儿和孕妇：应慎用或禁用小儿牙齿变黄色孕妇产儿可发生牙齿变色、骨骼生长抑制,33,（2）CaMg复盐在醇（低级醇）中的溶解度。随着CaCl2浓度的增加而增加，而其盐酸盐则随CaCl2浓度的增加而减少。这是由碱制备盐酸盐的最佳方法.2酮系统为酸性基团，沉淀应在pH8.59.0中进行。这是提取的重要依据之一；（3）四环素能与尿素形成等当量复合物。属四环素的特异性反应。,34,5、荧光反应：四环素类抗生素在紫外光下都能产生荧光。这个性质可用于纸上层析和薄层层析中的斑点显色;6、氧化降解：接触氧化剂，会被氧化成低碳链化合物。久贮颜色更深。,35,第三节四环类抗生素发酵技术,36,一、生产菌种,1、金色链霉菌2、育种,37,38,二、种子制备及其控制要点,39,1、孢子制备,斜面培养基：麸皮5，硫酸镁0.03，磷酸氢钾0.02，磷酸氢氨0.05，琼脂2。金色链霉菌在保存和繁殖过程中容易发生变异。,40,41,2、种子制备,培养基：淀粉、蛋白胨、花生饼粉。30-32培养24-27h。通气和搅拌对种子生长有很大的影响。,42,三、影响发酵的因素及工艺控制要点,1、培养基C源：淀粉、可溶性淀粉、葡萄糖、糖蜜及其油脂。也可用玉米淀粉。N源：花生饼粉、黄豆饼粉、棉籽饼粉、硫酸铵、尿素等。抑氯剂。无机盐：磷酸盐最重要。铁离子的影响：消泡剂培养基的灭菌质量。,43,2、培养条件的影响,1、温度：322、pH：菌体生长6.0-6.8，四环素合成最适5.8-6.0。3、溶氧的影响。4、二氧化碳的影响。2-8mL/100mL,适合四环素的合成。,44,第三节、四环类抗生素提取精制,一、原理：结合结构式进行分析.二、过程：,45,方法：1、沉淀法：利用在等电点溶解度最低的特点进行沉淀；利用形成Ca-Mg复盐沉淀。2、溶媒萃取法：在碱性下与一些长链季胺碱形成复盐，难溶于水，而易溶于溶媒中，即所谓带溶剂提取法。如：氯代烷基三甲胺RN(CH3)3Cl，R=822个C原子；另一类带溶剂是吡啶盐具下列结构，R=818个C原子。溶媒有丁醇、戊醇、甲基异丁酮、BA、醋酸戊酯等。3、离子交换法：基于在酸性下呈一价阳离子，可用磺酸基树脂提取。在碱性下洗脱（NH3.H2O）。（酸性下洗脱困难）4、精制：四环素利用其能与尿素形成特异性反应的复盐得以精制。其余品种可利用重结晶或重萃取而得以精制。,46,47,三、四环素提取方法及过程：酸化及