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药物分析 抗生素类药物 院 系:理学院 班 级:化学一班 学 号：09052108 姓 名：李明珠 指导教师：姜艳丽日期:2012年4月25日 头孢菌素类药物分析作者:李明珠【摘要】：头孢菌素C(Cephalosporin C)是由与青霉菌近缘的头孢菌属真菌产生的抗生素之一。抗菌活性比较低；但对酸比较稳定，可以口服，毒性较小，与青霉素很少或无交叉过敏反应。抗菌谱广，对革兰阴性菌有抗菌活性。对头孢菌素C进行结构改造，增强抗菌活性，扩大抗菌谱，发展了第一、二、三、四代头孢菌素。本文主要通过以下几点来介绍有关于头孢菌素类药物：第一，头孢菌素的结构特点与性质，其中包括：头孢菌素的化学结构、性质和几种典型药物等；第二，头孢菌素的鉴别方法，其中应用了成色反应、沉淀反应和光谱色谱等方法；第三，是头孢菌素的杂质检查，其中主要运用了高效液相色谱法（HPLC）；第四，头孢菌素含量的测量，其中应用了碘量法、高效液相色谱法等分析方法；最后，介绍一些头孢菌素类药物的特点、作用机理以及配伍禁忌等。本文主要介绍前三代头孢菌素。【关键词】：头孢菌素 含量测定 杂质检查 作用 配伍禁忌一.综述头孢菌素类即头孢烯类，是由冠头孢菌培养液中分离的头孢菌素，经改造侧链而得到的一系列半合成抗生素，包括头孢烯、氧头孢烯、碳头孢烯和甲氧基头孢烯在内的一类药物。它们的作用机制是抑制细菌细胞壁的合成，而人类和其他哺乳动物的细胞无细胞壁，因此对人应是无害的。临床应用证明它是一类抗菌谱广、抗菌活性强、疗效高、毒性低的抗生素，故深得医生和患者的欢迎，为人类战胜各种细菌感染作出极大的贡献。二.头孢菌素类（一）结构特点与性质 头孢菌素C的化学结构中母核是由氢化噻嗪环与 -内酰胺环稠合而成，7位上有D-氨基己二单酰胺基侧链。 1）头孢菌素可进行结构改造的部位有以下四处： （）7位酰胺侧链。是决定抗菌谱的基团，可扩大抗菌谱，提高活性。 （）7-氢原子。以甲氧基取代可以增加 -内酰胺环的稳定性。 （）氢化噻唑环中的硫原子。对抗菌活性有影响。 （）3位上的取代基。影响药物的药代动力学性质，提高活性。 2）半合成头孢菌素的特点： 种类多：可变部位多 抗菌谱广：G+ G-过敏反应小：药典无明确皮试要求 对酶稳定，疗效好：中、重度感染应用 多数药物可口服：一代、二代、三代均有 价格较贵：三代口服及四代产品 3）半合成头孢霉素的一般合成方法与半合成青霉素类似，半合成头孢霉素的合成是以7-氨基头孢烷酸(7-Aminocephalosporanic acid, 7-ACA)为原料,在3位和7位接上相应的取代基得到。 4）典型药物：头孢氨苄（Cefalexin） 化学名：(6R,7R)-3-甲基-7-(R)-2-氨基-2-苯乙酰氨基-8-氧代-5-硫杂-1-氮杂双化4.2.0辛-2-烯-2-甲酸一水合物。又名先锋霉素，头孢力新。为6R，7R；7位侧链为R的构型，一代头孢，对G+作用强；口服效果好构型 5）典型药物：头孢噻肟钠（Cefotaxime Sodium） 性质：结构中7为侧链上的甲氧肟基呈顺式构型，顺式异构体的抗菌活性强于反式异构体。在光照下，顺式异构体向反式异构体转化，因此应避光保存。 用途：头孢噻肟为第三代半合成头孢菌素。 6）拉氧头孢(Latamoxef) 为5位S被O置换成氧头孢烯类，属非天然的-内酰胺类抗生素，为全合成开辟的新路，如拉氧头孢作用同三代头孢7）头孢菌素族：干燥条件下稳定。室温，3年以上；水溶液于25，24h失活性8%，酸、碱介质、-内酰胺酶、胺类（氨、氨基酸、羟胺等）均能使本品降解。（二）鉴别方法1.钾、钠盐的火焰反应 2.呈色反应1）羟肟酸铁反应 在碱性中与羟胺作用，-内酰胺环开环生成羟肟酸，在稀酸中与高价铁离子呈色。2）硫酸-硝酸呈色反应 头孢菌素能与硫酸-硝酸反应后呈色，机理不清，但可区别。3）茚三酮反应 -氨基的本类药物，氨苄西林，蓝紫色；4）与斐林试剂反应 类似肽键（-CONH-）结构，可产生双缩脲反应。开环分解使碱性酒石酸铜盐还原显紫色。中国药典（95版）收载阿莫西林、氨苄西林钠采用本法鉴别；5）变色酸-硫酸呈色反应95版药典，阿莫西林加变色酸硫酸试剂混合后，于150加热23min，因分解出甲醛与变色酸缩合而呈深褐色；6）与重氮苯磺酸呈色反应 头孢菌素族7位侧链含有-C6H5-OH基团时，能与重氮苯磺酸试液产生偶合反应，显橙黄色；7）与铜盐呈色 头孢氨苄加醋酸、硫酸铜、氢氧化钠试液后，生成铜配位盐，显橄榄绿色，用于区别。2.沉淀反应1）稀盐酸中生成白色沉淀 此沉淀能在乙醇、醋酸戊酯、氯仿、乙醚或过量的盐酸（与酰胺基成盐）中溶解；2）有机胺盐的特殊反应3）重氮化-偶合反应 普鲁卡因青霉素生成偶氮染料红色沉淀；4）与三硝基苯酚的反应 苄星青霉素经氢氧化钠碱化后，乙醚提取，蒸去乙醚后的残渣含有二苄基乙二胺，加稀醇使残渣溶解，加三硝基苯酚的饱和溶液，加热后放冷，即析出二苄基乙二胺苦味酸盐结晶。3.光谱法 1）紫外分光光度法（UV） 样品、分解产物（1）最大吸收波长鉴定法（2）水解产物的最大吸收波长鉴定法 2）红外吸收光谱法（IR）各国药典-内酰胺类抗生素几乎均采用本法鉴定3）核磁共振光谱法（NMR）4.色谱法 对照品对照 1）薄层色谱法（TLC） 本法被各国药典采用；2）高效液相色谱法（HPLC）主峰的保留时间一致；（三）杂质检查药物 检查项目 检查方法 头孢他啶 聚合物 HPLC法 头孢曲松钠 头孢哌酮钠 头孢噻肟钠 头孢呋辛酯 有关物质和异构体 HPLC法 头孢氨苄 有关物质 反相TLC法1.头孢他啶聚合物的测定 固定相：葡聚糖凝胶G-10（ 40120m ）流动相A：3.5%硫酸铵的0.01mol/L磷酸盐缓冲液流动相B：0.01%十二烷基硫酸钠对照品溶液：头孢他啶对照品 100g/ml1） 系统适用性试验：理论塔板数和拖尾因子用1mg/ml蓝色葡聚糖2000、流动相A测定；重复性用对照品溶液、流动相B测定。 N不低于900，拖尾因子0.751.5，峰面积的RSD应小于5.0%。2）测定方法 进样供试液，用流动相A；进样对照液，用流动相B。以外标法计算，含头孢他啶聚合物以头孢他啶计不得超过0.3%。2.头孢呋辛酯中有关物质和异构体的检查 固定相：ODS 流动相：0.2mol/L磷酸二氢铵-甲醇（62:38） 1）头孢呋辛酯2-异构体的制备：头孢呋辛酯对 照品+流动相 头孢呋辛酯2-异构体。2）系统适用性试验：各异构体之间的R1.5，以 头孢呋辛酯A异构体计算n1500。3）异构体： tR1 相对保留时间 r12=- 1-被测物 tR2 2-标准物异构体 相对保留时间 判断B异构体 0.85 供试液谱图中A异构体的峰面积A异构体 1.0 与A、B异构体峰面积和之比应 为0.480.55。 3.头孢氨苄中有关物质的检查-反相TLC法 固定相：活化后的硅胶G板置5%（V/V）正十四 烷的正己烷溶液中，展至顶部，凉干 展开剂：0.1mol/L枸橼酸-0.2mol/L磷酸氢二 钠-丙酮（120：80：3） 供试液：本品 50mg/ml 对照液（1）：本品 0.5 mg/ml 对照液（2）：-苯甘氨酸 0.5 mg/ml 对照液（3）：7-氨基去乙酰氧基头孢烷酸 0.5 mg/ml结果判断：供试液如显杂质斑点，与对照液（2）（3）位置相同上所的斑点比较，其颜色不得更深；如显其他杂质斑 点，与对照液（1）所显的主斑点比较，其颜色不得更深。（四）含量测定 药典收载方法，如HPLC、碘量法、汞量法、酸碱滴定法、紫外可见分光光度法等1.碘量法降解产物消耗碘水解氧化反应未经水解的样品作空白校正。2.汞量法：降解产物与汞反应3.酸碱滴定法：可被碱水解，大量完成4.可见-紫外分光光度法1）酸水解法（铜盐法）2）硫酸汞盐法3）羟肟酸比色法5.高效液相色谱法较好的分离供试品中可能存在的降解产物、未除净的原料及中间体等杂质而准确定量。中国药典收载的头孢唑林钠含量测定方法如下：1）色谱条件与系统适用性试验 用十八烷基硅烷键合硅胶为填充剂；以磷酸氢二钠、枸橼酸溶液（取无水磷酸氢二钠1.33g与枸橼酸1.12g，加水溶解并稀释成1000ml）-乙腈（88：12）为流动相；检测波长为254nm；头孢唑林的保留时间约为7.5min。头孢唑林峰与内标峰的分离度应大于4，重复进样，其相对标准差（RSD）应小于2.0%。2）内标溶液的制备 精取乙酰苯胺27mg，置100ml量瓶中，用流动相溶解并稀释至刻度，作为内标溶液。3）测定法 取本品约50mg，精密称定，置100ml量瓶中，用流动相溶解并稀释至刻度，摇匀；取10l注入液相色谱仪；另取头孢唑林对照品约50mg，精密称定，置100ml量瓶中，加磷酸盐缓冲液（Ph7.0）5ml溶解后，再用流动相稀释至刻度，摇匀，精密量取10ml，置50ml量瓶中，同法测定；按内标法计算供试品中C14H14N8O4S3的含量。4）计算 按内标法计算。（五）头孢菌素类药品的作用机理和配伍禁忌等第一代头孢菌素的特点有：对革兰阳性菌（包括对青霉素敏感或耐药的金葡菌）的抗菌作用较第二、三代强，对革兰氏阴性菌的作用较差；对青霉素酶稳定，但仍可为革兰阴性菌的-内酰胺酶所破坏；对肾脏有一定毒性。第二代头孢菌素的特点有：对革兰阳性菌作用与第一代头孢菌素相仿或略差，对多数革兰阴性菌作用明显增强，部分对厌氧菌有高效，但对绿脓杆菌无效；对多种-内酰胺酶比较稳定；对肾脏的毒性较第一代有所降低。第三代头孢菌素的特点有：对革兰阳性菌有相当抗菌活性，但不及第一、二代头孢菌素，对革兰阴性菌包括肠杆菌属和绿脓杆菌及厌氧菌如脆弱类杆菌均有较强的作用；其血浆t1/2较长，体内分布广，组织穿透力强，有一定量渗入脑脊液中；对-内酰胺酶有较高稳定性；对肾脏基本无毒性。【抗菌作用及作用机制】抗菌谱广，多数革兰阳性菌对之敏感，但肠球菌常耐药；多数革兰阴性菌极敏感，除个别头孢菌素外，绿脓杆菌及厌氧菌常耐药。本类药与青霉素类，氨基甙类抗生素之间有协同抗菌作用。头孢菌素类为杀菌药，抗菌作用机制与青霉素类相似，也能与细胞壁上的不同的青霉素结合蛋白（PBPs）结合。细菌对头孢菌素类与青霉素类之间有部分交叉耐药现象。【体内过程】多需注射给药。但头孢氨苄、头孢羟氨苄和头孢克洛能耐酸，胃肠吸收好，可口服。头孢菌素吸收后，分布良好，能透入各种组织中，且易透过胎盘。在滑囊液、心包积液中均可获得高浓度。头孢呋辛和第三代头孢菌素多能分布于前列腺。第三代头孢菌素还可透入眼部眼房水。胆汁中浓度也较高。其中以头孢哌酮为最高，其次为头孢曲松。头孢呋辛、头孢曲松、头孢噻肟、头孢他定、头孢哌酮等可透过血脑屏障，并在脑脊液中达到有效浓度。多数头孢菌素的血浆t1/2均较短（0.52.0小时），但头孢曲松的t1/2最长，可达8小时。【不良反应】常见者为过敏反应，偶可见过敏性休克，哮喘及速发型皮疹等，青霉素过敏者约有5%10%对头孢菌素有交叉过敏反应；静脉给药可发生静脉炎；第一代的头孢噻吩、头孢噻啶和头孢氨苄大剂量时可出现肾脏毒性，这与近曲小管细胞损害有关。由于头孢菌素钠盐含钠量可达2.03.5Eq/g，大量静注时应注意高钠血症的发生。头孢孟多、头孢哌酮等可出现双硫仑（disulfiram）样反应，第三代头孢菌素偶见二重感染或肠球菌、绿脓杆菌和念珠菌的增殖现象。头孢孟多、头孢哌酮高剂量可出现低凝血酶原血症。【临床应用】第一代头孢菌素，主要用于耐药金葡菌感染，常用头孢噻吩、头孢拉定、及头孢唑啉，后者肌注血浓度为头孢菌素类中最高，是一代中最广用的品种。口服头孢菌素主要用于轻、中度呼吸道和尿路感染。第二代头孢菌素用以治疗大肠杆菌、克雷伯菌、肠杆菌、吲哚阳性变形杆菌等敏感菌所致的肺炎、胆道感染、菌血症、尿路感染和其他组织器官感染。应用较多的有头孢呋辛及头孢孟多等。第三代头孢菌素治疗尿路感染以及危及生命的败血症、脑膜炎、肺炎等严重感染可获满意效果。第三代头孢菌素治疗脑膜炎球菌肺炎也可选用。头孢他定为目前临床应用的抗绿脓杆菌最强的抗生素，此外头孢哌酮也可选用。对肠杆菌科细菌头孢曲松和头孢噻肟相仿，头孢哌酮稍差。新生儿脑膜炎和肠杆菌科细菌所致的成人脑膜炎须选用第三代头孢菌素。【配伍禁忌】（1）氨基糖苷类抗生素 氨基糖苷类抗生素（如庆大霉素、链霉素、丁胺卡那霉素、妥布霉素等）是具有氨基糖与氨基环醇结构的一类抗生素，在临床主要用于对革兰氏阴性菌、铜绿假单胞菌等感染的治疗，20世纪七八十年代曾被广泛使用，但是由于此类药物有比较严重的耳毒性、肾毒性和神经肌肉阻滞作用，目前正在逐渐淡出一线用药行列。氨基糖苷类抗生素与注射用第一代头孢菌素联合应用时可能增加前者的肾毒性，因此在联合应用时，必须及时监测肾功能。（2）林可霉素 林可霉素主要用于葡萄球菌、链球菌、肺炎链球菌引起的呼吸道感染、骨髓炎、关节和软组织感染、胆道感染及败血症等。但林可霉素与头孢菌素有拮抗作用，二者不能同用。（3）乙酰螺旋霉素 乙酰螺旋霉素是大环内酯类抗生素，适用于葡萄球菌、化脓性链球菌、脑膜炎球菌等敏感菌所致的扁桃体炎、支气管炎、肺炎、咽炎、中耳炎、皮肤和软组织感染，以及牙科和眼科感染等。但临床试验表明，乙酰螺旋霉素的快速抑菌作用可以使头孢唑啉等的快速杀菌效能受到明显抑制，所以二者不能同时应用。（4）非甾体抗炎药 非甾体抗炎药是当今世界各国广泛应用的一类药物，每年的处方量达5亿。非甾体抗炎药不仅应用于类风湿关节炎、骨关节炎、以及其他类型的关节炎，还可治疗与关节炎有关的疾病，以及其他类型的疼痛。这一大类药物有百余种之多，如阿司匹林、消炎痛、双氯芬酸钠、布洛芬等。非甾体抗炎药与头孢菌素同为常用药物，但二者却不能同时应用，因为二者均可抑制血小板功能；联合应用时，由于血小板的累加抑制作用，会增加出血的危险。 强利尿药 利尿药作用于肾小管，是能增加电解