Антибиотики тетрациклинового ряда

Производные нафтохинонов ( витамины группы К ) - филлохинон.

Синтетический витамин К1 – фитоменадион. Синтетический водорастворимый – менадиона натрия бисульфит - Викасол. Тетрациклины. Тетрациклин, окситетрациклин, их полусинтетические производные: метациклин, доксициклин ( Вибрамицин ).

Установлено, что К-витаминной активностью (стимулирование свёртываемости крови) обладают вещества общей формулы:

В зависимости от химического строения природные витамины группы К делят на филлохиноны и менахиноны. Витамин К₁ ( филлохинон ) является 2-метил-3-фитил-1,4-диоксонафталином. В положении 3 содержит частично насыщенную изопреноидную цепь из 20 атомов углерода:

Заместители у двойной связи в транс-положении. Биосинтез витамина К₁ осуществляется в зелёных частях растений, так как фитол ( R его остаток ) является составной частью хлорофилла. Биосинтез стимулируется солнечным светом, поэтому ботва моркови богаче К₁ чем корень, наружные листья капусты в 4 богаче витамином, чем внутренние. Этот витамин широко распространён в природе в зеленых частях таких растений как шпинат, цветная капуста, зелёные томаты, листья люцерны. Возможно промышленное получение витамина из подобного сырья. Синтез осложнён получением фитола; предложенные пути синтеза затратны и представляют только теоретический интерес. Синтетический витамин К₁ представляет собой смесь цис- и транс-изомеров в соотношении (3:7); при этом биологической активностью обладает только транс-изомер. Синтез основан на алкилировании фитолом

2-метил-1,4-дигидроксинафталина с последующим окислением:

Менахиноны ( Вит К₂ ) также являются производными 2-метил-1,4-диоксонафталина, но отличаются строением боковой цепи. Они продуцируются бактериями. Наличие непредельных связей ( остатки молекул изопрена ) обусловливают способность вступать в реакции окисления-восстановления.

Phytomenadione. Фитоменадион ( Вит К₁ ) нефармакопейный препарат

Получение: см. выше синтез из2-метил-1,4-дигидроксинафталина и спирта фитола.

Описание: жёлтая или оранжево-жёлтая прозрачная жидкость со слабым запахом.

Растворимость: практически нерастворима в воде, мало растворима в этаноле, легко – в гексане, хлороформе, эфире, растительных маслах.

Подлинность: по ФС – цветной реакцией; раствор препарата в метаноле с 20% раствором гидроксида натрия приобретает зелёное окрашивание, при нагревании до 50 С переходящее в фиолетово-красное. Также подлинность подтверждают по УФ-спектру 0,001% раствора в гексане.

Чистота: может быть установлена по наличию поглощающих примесей по величинам отношений оптических плотностей гексановых растворов ( 0,001% и 0,008% ), а также методом ТСХ на примеси нафтотокоферилхинона и фитодиенов ( не более 2% ).

Количественное определение: УФ-спектрофотометрия в растворе гексана при длине волны 248 нм. Содержание вычисляют по величине удельного показателя поглощения.

Хранение: в сухом, защищённом от света месте, в хорошо укупоренной таре, стараясь не допустить контакта с кислородом воздуха.

Применение: обладает антигеморрагической и коагуляционной активностью, для лечения кровотечений.

Форма выпуска: капсулы по 0,1 в виде 10% масляного раствора.

Благодаря исследованиям учённых было установлено, что соединение, названное витамином К₃ или менадионом, не имеет в положении 3 заместителей, но более активно, чем природные витамины К в 3 раза. Однако оно имело недостаток – намного большую токсичность для макроорганизма. Были проведены исследования и в 1947 году А. В. Палладин синтезировал водорастворимый витамин К из β-метилнафталина, получаемого в коксохимической промышленности, который был назван викасолом:

Menadione sodium bisulfite ( Vikasolum ). Викасол ( Менадиона натрия бисульфит )фармакопейный препарат 1,2,3,4-тетрагидро-2-метил-1,4-диоксо-2-нафталинсульфонат натрия гидрат

Получение: синтезом из β-метилнафталина.

Описание: белый или белый с желтоватым оттенком кристаллический порошок без запаха.

Растворимость: легко растворим в воде, трудно растворим в 95% спирте, мало растворим в эфире.

Подлинность: по ГФX 1) обрабатывают препарат щелочью, вследствие чего выделяется 2-метил-1,4-нафтохинон, выпадающий в осадок; его извлекают хлороформом 2 раза, растворитель отгоняют в вакууме при комнатной температуре, остаток растворяют в спирте, который затем выпаривают досуха и определяют температуру плавления выделенного производного нафтохинона (104-107⁰ С):

2) препарат даёт характерную реакцию Б на натрий – пламя окрашивается в жёлтый цвет.

3) к 5 мл раствора препарата ( 1:50 ) прибавляют 1 мл концентрированной серной кислоты – ощущается запах сернистого газа:

ФС также предлагает реакции 2 и 3 для подтверждения подлинности препарата, а также чтобы ИК-спектр препарата, запрессованного в таблетку калия бромида, полностью соответствовал приложенному к ФС рисунку спектра. УФ-спектр 0,002% водного раствора в области 280-340 нм имеет максимум поглощения при 305 нм. Это может быть использовано для испытаний на подлинность и для количественного определения. Имеются другие качественные реакции на препарат: 1) с этилатом натрия – образуется неустойчивая фиолетовая окраска, которая переходит в красную, а затем в устойчивую коричневую, которую уже можно использовать для фотоколориметрического определения. 2) производные 1,4-диоксонафталина в щелочной среде реагируют с 5% спиртовым раствором диэтилдитиокарбамата натрия с появлением неустойчивой синей окраски.

Чистота: в препарате устанавливают отсутствие побочных продуктов синтеза – 2-метил-1,4-дигидрокси-3-нафталинсульфоната натрия ( по реакции с орто-фенантролином – не должна появляться муть ); натрия бисульфита – методом йодометрии ( не более 2% ). Также ГФ требует определения прозрачности и цветности раствора, лимитируется количество тяжёлых металлов. ФС дополнительно требует установки микробиологической чистоты и определения воды по К. Фишеру ( не менее 12% и не более 16,5% ).

Количественное определение: по ГФX – извлекают после щелочного гидролиза 2-метил-1,4-нафтохинон хлороформом и восстанавливают цинковой пылью в присутствии хлороводородной кислоты:

Полученный 2-метил-1,4-дигидроксинафталин титруют 0,1М раствором сульфата церия ( IV ) – индикатор орто-фенантролин. Сульфат церия (IV) окисляет 2-метил-1,4-дигидроксинафталин в кислой среде до 2-метил-1,4-диоксонафталина:

Титруют до зелёного цвета, который получается по результату сочетания синего цвета комплекса и жёлтого раствора титранта:

Действующего вещества в препарате должно быть не менее 95,0%.

Хранение: список Б; в сухом, защищённом от света месте; в.р.д. внутрь 0,03; в.с.д. внутрь 0,06 г.

Применение: препарат витамина К; для предупреждения кровотечений.

Форма выпуска: порошок, таблетки по 0,015 г, 1% раствор в ампулах по 1 мл.

Антибиотики тетрациклинового ряда

Основой тетрациклинов является частично гидрированный цикл тетрацена ( нафтацена ):

Впервые получен в 1948 году из почв штата Миссури Дуггаром из актиномицета ауреомицин. В СССР аналогичный антибиотик получен в 1952 году ( хлортетрациклин ). В настоящее время в медицине применяют тетрациклин и окситетрациклина дигидрат. Окситетрациклин отличается от тетрациклина наличием гидроксильной группировки в положении 5. Получают их биотехнологиями из культуральной жидкости микроорганизмов Streptomyces aureofaciens и Streptomyces rimosus. Питательной средой служит жидкость, содержащая кукурузный экстракт, кукурузную муку, бромид натрия, роданид бензила, роданид и нитрат аммония, металлы Mg, Mn, Fe, Cu, Zn в виде сульфатов, подсолнечное масло. Меняя состав среды можно направлять биосинтез по пути преимущественного образования того или иного антибиотика. В химическом отношении препараты являются амфотерными соединениями и легко растворяются в кислотах и щелочах. Основные свойства обусловлены наличием диметиламиногруппы ( по ней идёт протонирование ), а кислотные свойства обусловлены фенольными и енольными гидроксилами ( дают соли с гидроксидами щелочных металлов ); с многозарядными катионами образуют хелаты ( внутрикомплексные соединения ). В качестве общих реактивов, позволяющих отличать препараты друг от друга применяются концентрированная серная и разведённая хлороводородная кислоты. В качестве цветных реагентов можно использовать соли меди и цинка. Тетрациклины могут окисляться, образуя окрашенные продукты с такими реагентами, как селенистая кислота, хлорамин Б ( нефармакопейные реакции ). Возможно получение азокрасителя в реакции с диазосоединениями, которые присоединяются в 9 положение:

На основе этой реакции можно проводить колориметрическое определение.

Tetracyclinum ( Tetracycline ). Тетрациклинфармакопейный препарат

4-диметиламино-1,4,4а,5,5а,6,11,12а-октагидро-3,6,10,12,12а-пентаокси-6-метил-1,11-дикетонафтацен-2-карбоксамид

Получение: методом биотехнологии ( см. выше ).

Описание: жёлтый кристаллический порошок без запаха, горького вкуса. Гигроскопичен. Легко разрушается в растворах крепких щелочей. При хранении на свету темнеет.

Растворимость: очень мало растворим в воде, трудно растворим в 95% спирте.

Подлинность: по ГФX; к 0,05 г препарата прибавляют 2 мл концентрированной серной кислоты; появляется фиолетовое окрашивание, прибавляют 1 мл воды, окраска становится тёмно-жёлтой; при добавлении 1 капли раствора хлорида окисного железа окраска переходит в коричневую или красно-коричневую:

По ФС используют удельный показатель поглощения при длине волны 380 нм, он должен быть в пределах 380-419 – раствор сравнения 0,1 М хлороводородная кислота. Также используется метод ТСХ; хроматографируют со стандартными образцами на пластинке “Сорбфил” в системе ацетон-вода (10:1,4). Проявляют парами аммиака, смотрят в УФ-свете.

Чистота: по ФС методом ТСХ устанавливают присутствие специфических примесей (эпитетрациклины). Методом УФ-спектрофотометрии определяют присутствие светопоглощающих примесей – при 430 нм величина оптической плотности не должна превышать 0,5. Это же можно установить методом ВЭЖХ. Методом ГЖХ устанавливают наличие остаточных растворителей.

Также по ГФX определяют удельное вращение, кислотность или щелочность, воду по К. Фишеру, проводят испытание на токсичность ( ГФXI, вып. 2, с. 182 ).

Количественное определение:по ФС – метод неводного титрования 0,1 М хлорной кислотой в среде смеси муравьиной, ледяной уксусной кислоты и диоксана ( 5:10:10 ), точку эквивалентности устанавливают потенциометрически. По ГФX определяют биологическим методом диффузии в агар с тест-микробом Bacillus subtilis вариант Л ( новая методика – ГФXI, вып. 2, с. 210 ). 1 г препарата соответствует 1 000 000 ЕД.

Хранение:список Б; в сухом, защищённом от света месте, при комнатной температуре.

Применение: антибиотик широкого спектра действия. Применяется при пневмонии, дизентерии, сыпном и возвратном тифе, гонорее.

Форма выпуска: таблетки, покрытые оболочкой по 0,05; 0,1; 0,25; мазь глазная 1% в тубах по 3, 7 и 10 г.

Oxytetracyclini dihydras ( Oxytetracycline ). Окситетрациклинфармакопейный препарат

4-диметиламино-1,4,4а,5,5а,6,11,12а-октагидро-3,5,6,10,12,12а-гексаокси-6-метил-1,11-дикетонафтацен-2-карбоксамида дигидрат

Получение: методом биотехнологии ( см. выше ).

Описание: светло-жёлтый кристаллический порошок без запаха. При хранении на свету темнеет.

Растворимость: мало растворим в воде, легко растворим в кислотах и щелочах.

Подлинность: по ГФX 1) к 0,05 г препарата прибавляют 5 мл концентрированной серной кислоты; появляется пурпурно-красное окрашивание. 2) к 1 мл 0,5% суспензии препарата прибавляют 2 капли раствора, состоящего из одной части хлорида окисного железа и 9 частей 95% спирта; появляется коричневая окраска. Это обусловлено наличием фенольных гидроксилов.

Возможно применение других цветных реакций, описанных выше. По ФС показатель оптической плотности 0,002% раствора препарата в хлороводородной кислоте должен быть в пределе 0,54-0,58 при длине волны 353 нм. Также подлинность подтверждают методом ТСХ; хроматографируют со стандартными образцами на пластинке “Сорбфил” в системе этилацетат-ацетон-вода ( 20:19:1 ). Проявляют парами аммиака, смотрят в УФ-свете.

Чистота: по ФС оптическая плотность 0,2% раствора препарата при 430 нм должна быть не более 0,25, а при 490 нм – не более 0,2; методами ТСХ и ВЭЖХ выясняют присутствие специфических примесей эпитетрациклинов. Методом ГЖХ устанавливают наличие остаточных растворителей.По ГФX также определяют удельное вращение, кислотность или щелочность, воду по К. Фишеру, токсичность ( ГФXI, вып. 2, с. 182 ).

Количественное определение: по ГФX – методом диффузии в агар с тест-микробомBacillus subtilis вариант Л ( новая методика – ГФXI, вып. 2, с. 210 );

Можно определять методами спектрофотометрии в 0,01 М растворе хлороводородной кислоты при 353 нм; обратной турбидиметрией с тест-культурой золотистого стафилококка; различные методы фотоколориметрии.

Хранение:список Б; в сухом, защищённом от света месте, при комнатной температуре.

Применение: антибиотик широкого спектра действия. Применяется при пневмонии, дизентерии, сыпном и возвратном тифе, гонорее.

Форма выпуска: таблетки по 0,25; входит в состав многокомпонентных мазей.

Полусинтетические тетрациклины

Они были созданы из природных тетрациклинов для уменьшения токсичности препаратов для макроорганизма. Их получают из окситетрациклина, изменяя структуру молекулы в положении 6. Дезоксилирование приводит к получению доксициклина, а последующее превращение метильной группы в метиленовую даёт другой полусинтетический препарат – метациклин:

Способы испытаний на подлинность, чистоту и количественное определение во многом подобны природным тетрациклинам.

Doxycyclini hydrochloridum ( Doxycycline hydrochloride, Vibramycin ). Доксициклина гидрохлорид ( Вибрамицин ) нефармакопейный препарат

4-диметиламино-1,4,4а,5,5а,6,11,12а-октагидро-3,5,10,12,12а-пентаокси-6-метил-1,11-диоксо-2-нафтаценкарбоксамида гидрохлорида гемиэтанолата гемигидрат

Описание: жёлтый кристаллический порошок со слабым запахом этилового спирта.

Растворимость: легко, но медленно растворим в воде, легко растворим в метаноле (1:4), мало растворим в этаноле, практически нерастворим в эфире и хлороформе.

Подлинность: 1) устанавливается по ИК-спектру в сравнении с приложенным к статье рисунком; 2) по удельному показателю поглощения ( 280-310 ) при длине волны 349 нм ( в смеси 1 М раствор хлороводородной кислоты – метанол 1:99 ); 3) оба препарата дают реакцию с концентрированной серной кислотой ( жёлтое окрашивание) и хлоридом окисного железе – красно-коричневое окрашивание; 4) реакция на хлориды. Также можно использовать метод ТСХ в сравнении со стандартным веществом-свидетелем.

Чистота: этот же метод ТСХ используется для определения специфических примесей эпитетрациклинов. Проводят испытания на наличие светопоглощающих примесей, измеряя оптическую плотность 1% раствора препарата в системе растворителей хлороводородная кислота-метанол ( 1:99 ), она не должна превышать 0,1. Методом ГЖХ определяют наличие примеси этанола ( 4-6% ), воду – методом К. Фишера ( 1,4-2,8 ).

Количественное определение: методом диффузии в агар с тест-микробомBacillus subtilis ( ГФXI, вып. 2, с. 210 ).

Хранение:список Б; в сухом, защищённом от света месте, при комнатной температуре.

Применение: антибиотик широкого спектра действия. Применяется при пневмонии, дизентерии, сыпном и возвратном тифе, гонорее.

Форма выпуска: капсулы по 0,05; 0,1; 0,2 г.

Methacyclini hydrochloridum (Methacycline hydrochloride). Метациклина гидрохлорид (Рондомицин)нефармакопейный препарат

4-диметиламино-1,4,4а,5,5а,6,11,12а-октагидро-3,5,10,12,12а-пентаокси-6-метилен-1,11-дикетонафтацен-2-карбоксамида гидрохлорид

Описание: жёлтый порошок без запаха, горького вкуса.

Растворимость: трудно и медленно растворим в воде и метаноле ( 1:40 ), практически нерастворим в хлороформе и эфире.

Подлинность: 1) устанавливается по ИК-спектру в сравнении с приложенным к статье рисунком; 2) при длине волны 345 нм со стандартным раствором устанавливают относительную оптическую плотность метациклина, которая должна быть в пределах от 96 до 104%. 3) реакция на хлориды; 4) используют реакции, свойственные этой группе препаратов.

Чистота: проводят испытания на наличие светопоглощающих примесей, измеряя оптическую плотность 1% раствора препарата в системе растворителей хлороводородная кислота-метанол ( 1:99 ), она не должна превышать 0,1. Содержание хлоридов определяют меркуриметрически (не менее 7% и не более 7,8%), индикатор – дифенилкарбазон.

Количественное определение: методом диффузии в агар с тест-микробомBacillus subtilis ( ГФXI, вып. 2, с. 210 ).

Хранение:список Б; в сухом, защищённом от света месте, при комнатной температуре.

Применение: антибиотик широкого спектра действия. Применяется при пневмонии, дизентерии, сыпном и возвратном тифе, гонорее.

Форма выпуска: капсулы по 0,15 и 0,3 г.