Analiza
chemioterapeutyków
Analiza antybiotyków
1
Antybiotyki ²-laktamowe  pochodne penamu (penicyliny)
4
5
S
6
penam
3
7
4-Tia-1-azabicyklo[3.2.0]heptan-7-on
N
1
2
O
Acylowe i amidynowe pochodne
kwasu 6-aminopenicylanowego (6-AC)
2
Reakcje to\
samościowe dla penicylin
1. Reakcja penicylin z chlorowodorkiem hydroksyloaminy
O
HOOC N
3 (NH2 OH)Cl
, 6 NaOH
3
H3C NHCOR
3 NaCl, 6 H2O
S
CH3
O
HOOC NH NHOH
+ FeCl3
3
- NaCl
Kwas hydroksyamowy
H3C NHCOR
S
CH3
O
HOOC NH NHO
Fe3+
H3C NHCOR
S
CH3
3
3
Reakcja penicylin z zasadami
CH3
CH3
S
S
ROCHN CH3
ROCHN CH3 NaOH
N COO Na
N COOH
O
O
4
Hydroliza penicylin pod wpływem kwasów mineralnych
O
HOOC N
O
+ H2O/H+
H3C NH R
S
CH3
CH3
O
H
+
H3C CH2 COOH C C NH CO R
H
SH NH2 COOH
kwas penaldowy
penicylamina
- CO2
O
H2
C C NH CO R
H
aldehyd penilowy
Roztwór po hydrolizie daje reakcje charakterystyczne dla aldehydów i aminokwasów
5
Kondensacja penicylin z fenolami
W wyniku rozkładu penicylin powstaje aldehyd penilowy, który ulega reakcji
kondensacji z fenolami
HO
OH HO O O
O H
H+/ [O]
2
+
- 3 H2O
CH2
NH
CH3
R
NH
O
R
O
2-naftol w reakcji z penicylinami daje zielone zabarwienie
6
Próba na siarkę organicznie związaną
50 g substancji rozpuścić w 2 ml 15% roztworu NaOH, dodać 0,5 ml 10% roztworu
octanu ołowiu (II) i ogrzać; powstaje brunatne zabarwienie, a po ochłodzeniu
brunatny osad.
S2- + Pb(CH3COOH)2 = PbS + 2 CH3COO-
7
Penicylina G
Benzylopenicylina potasowa, sodowa
Benzylpenicillinum kalium, natrium
Zastosowanie: zapalenie opon mózgowych, choroby dróg oddechowych, ropne choroby jamy
ustnej, zapalenie wsierdzia, posocznica, choroba reumatyczna, ró\
yca, kiła, rze\
Ä…czka
Działanie: przeciwbakteryjne (Gram-dodatnie, ziarenkowce Gram-ujemne, krętki)
Mechanizm działania: penicyliny blokują ostatni etap syntezy ściany komórkowej bakterii
(reakcja transpeptydowania)
8
Analiza jakościowa:
1. Reakcje charakterystyczne dla penicylin
2. Penicyliny dają charakterystyczne zabarwienie płomienia; \
ółty dla soli sodowej
i fiołkowy dla soli potasowej
3. Penicylina benzylowa tworzy sól z N-etylopiperydyną o temp. top. 152-1540 C,
trudno rozpuszczalna w mieszaninie bezwodnego acetonu i bezwodnego
octanu amylu
9
Analiza ilościowa:
1. Metoda jodometryczna
O
O
HO C N
O
KOH
H3C NH CH2 C6H5
HOH
S
CH3
O
HO C NH
O
H HCl
H3C C NH CH2 C6H5
2 HOH
S
CH3 C O
kwas penicylonowy
OH
O
O
HO CH NH2 H2
C6H5
+ C C NH CH C
+ 2 KCl
H3C C SH
H
O C O
CH3
OH
penicylamina
kwas penaldowy
10
O
O
H2
HO CH NH2
C6H5 C C NH CH C
+
H3C C SH
H
C O
O
penicylamina
CH3
kwas penaldowy
OH
3 I2
I2
O
O
H2
HO CH NH2
C6H5 C C NH CH C
+
OH
H3C C SO3H
O C O
CH3
OH
kwas penicyloaminosulfonowy
kwas fenyloacetyloaminomalonowy
Gramorównowa\
nik = 1/8 gramoczÄ…steczki
Przebieg reakcji zale\
y od pH środowiska, dlatego konieczny jest bufor
11
Penicyliny nie utleniają się pod wpływem jodu.
W oznaczeniu wykonuje się równoległe oznaczenie jodometryczne próby hydro-
lizowanej i niehydrolizowanej (tzw. ślepa próba).
Umo\
liwia ona ustalenie, czy i jaka ilość penicyliny uległa hydrolizie w czasie
przechowywania.
Nadmiar jodu, który nie brał udziału w reakcji utleniania, oznacza się mianowanym
roztworem tiosiarczanu sodu
I2 + 2 S2O32- = 2 I- + S4O62-
W obliczeniach uwzględnia się ró\
nicę objętości Na2S2O3 zu\
ytą w analizie próbki
niehydrolizowanej i hydrolizowanej
12
2. Metoda grawimetryczna
Penicylina benzylowa tworzy z N-etylopiperydyną sól trudno rozpuszczalną
w mieszaninie bezwodnego acetonu i bezwodnego octanu amylu.
1 g osadu odpowiada 0,8322 g benzylopenicyliny potasowej
1 g osadu odpowiada 0,7692 g benzylopenicyliny sodowej
13
Benzylopenicylina prokainowa
Benzylpenicillinum procainum
Sól prokainowa penicyliny G
COOH
O
O
CH3
O N (CH2)2
O
*
N
S
CH3
HN
C2H5
C2H5
H2N
Zastosowanie: paciorkowcowe zapalenie płuc
14
Analiza jakościowa:
1. Reakcja z chlorowodorkiem hydroksyloaminy
2. Reakcja diazowania i sprzÄ™gania prokainy z ²-naftolem
ok. 0,2 g substancji rozpuścić w 25 ml wody, przesączyć. Do przesączu
dodać 0,2 ml 10% HCl, następnie 1 ml 1% roztworu NaNO2, po czym dodać
5 ml 15% NaOH i 5 ml alkalicznego roztworu ²-naftolu; powstaje
szkarłatnoczerwony osad.
Analiza ilościowa:
1. Metoda jodometryczna
gramorównowa\
nik = 1/8 gramoczÄ…steczki
benzylopenicylina prokainowa trudno rozpuszcza siÄ™ w wodzie, dlatego w
metodzie jodometrycznej jako rozpuszczalnik stosujemy wodÄ™ i metanol
2. Metoda grawimetryczna
1 g osadu odpowiada 1,315 g benzylopenicyliny prokainowej
15
Ampicylina
Ampicillinum
D(-)-Ä…-aminobenzylopenicylina
Syn. Binotal
Zastosowanie: w zaka\
eniach przewodu pokarmowego (pęcherzyka \
ółciowego i dróg
\
ółciowych), dróg moczowych i oddechowych, zaka\
enia skóry
16
Analiza jakościowa:
1. Ampicilina daje pozytywne reakcje opisane dla penicylin
2. Reakcja z ninhydrynÄ…  powstaje fioletowe zabarwienie
R
H
[O]
NH3
C NH2 O
+
C
ninhydryna
H
O O
OH HO
NH3
OH + + H
- 3 H2O
O O
ninhydryna forma zredukowana ninhydryny
OH
O
N
O
O
produkt o fioletowym zabarwieniu
17
Antybiotyki ²-laktamowe  pochodne cefemu (cefalosporyny)
2
O
1
8
3
N
"2-cefem
4-tia-1-azabicyklo-[4.2.0]-oktan-8-on
4
7
6
S
5
O O R4
R1 = warunkuje aktywność przeciwbakteryjną
O
R2 = wpływa na aktywność, farmakokinetykę
R2
O
N i trwałość metaboliczną
R3 = chroni ugrupowanie ²-laktamowe przed
R1 N S
dziaÅ‚aniem ²-laktamaz
H
R3
R4 = zwiększa lipofilność pochodnych, co
wpływa korzystnie na ich biodostępność
Ogólny wzór pochodnych cefemu
S = C karbacefemy
S = O oksacefemy
18
Cefaleksyna
Cefalexinum
Syn. Keflex
Cefalosporyna I generacji
Zastosowanie: w zaka\
eniach wywołanych pałeczką zapalenia płuc, w zaka\
eniach
dróg moczowych, w przypadku uczuleń na penicyliny i w zaka\
eniach opornych na
penicyliny
Mechanizm działania: hamują biosyntezę ściany komórkowej
19
Analiza jakościowa:
1. Zmieszać 20 mg substancji z 0,25 ml kwasu octowego (10 g/l), dodać 0,1 ml
roztworu siarczanu miedzi (II) (10 g/l) i 0,05 ml roztworu NaOH (80 g/l);
powstaje jasnozielone zabarwienie.
2. Próba na siarkę organicznie związaną:
50 mg substancji rozpuścić w 2 ml 15% roztworu NaOH, dodać 0,5 ml 10%
roztworu octanu ołowiu (II); powstaje brunatne zabarwienie, a po upływie
1 min powstaje brunatny osad.
Analiza ilościowa:
1. Metoda jodometryczna
20
Antybiotyki hamujące biosyntezę białka
I. Antybiotyki aminoglikozydowe
II. Tetracykliny
III. Chloramfenikol i jego pochodne
IV. Antybiotyki makrolidowe
V. Linkozamidy
VI. Pochodne oksazolidynonu
VII. Inne antybiotyki
21
Streptomycyny siarczan
Streptomycinum sulfuricum
NH2 OH
NH2
H2N NH
NH NH2
CH2OH
3 SO42_
O
HO O
O OH
OH
O
OH
OH
H2N
CHO
H3C
CH3 2
Antybiotyk aminoglikozydowy
Zastosowanie: jako lek tuberkulostatyczny, w zapaleniu płuc i opon mózgowych,
w zaka\
eniach dróg moczowych wywołanych bakteriami Gram-ujemnymi,
w enterokokowym zapaleniu wsierdzia
Działanie: bakteriobójcze (Gram-dodatnie, Gram-ujemne)
Mechanizm działania: zaburza prawidłową syntezę białek drobnoustrojów.
Streptomycyna Å‚Ä…czy siÄ™ z podjednostkÄ… 30S rybosomu, co powoduje zaburzenia
22
procesu translacji a w rezultacie niszczy kod genetyczny.
Analiza jakościowa:
1. Streptomycyna w wyniku hydrolizy alkalicznej rozpada siÄ™ do streptozy,
która po zakwaszeniu przechodzi siÄ™ w maltol (Ä…-metylo-²-hydroksy-´-piron).
Maltol w reakcji z 2% roztworem ałunu \
elazowo-amonowego w 0,5 M kwasie
siarkowym daje ciemnofioletowe zabarwienie.
Maltol z chlorkiem \
elaza (III) tworzy sól kompleksową o zabarwieniu czerwonym
O
O
OH
OH
FeCl3
3 cz. streptomycyny 6 cz. Fe3+
- 3 HCl
O CH3 O CH3
maltol
23
2. Rozpuścić 3 mg substancji w 5 ml wody, dodać 1 ml roztworu NaOH (110 g/l)
i 1 ml etanolowego roztworu 1-naftolu i 0,15 ml roztworu podbrominu sodu OD;
powstaje czerwone zabarwienie.
3. Substancja daje reakcje na jony siarczanowe.
Analiza ilościowa:
1. Metoda kolorymetryczna  wykorzystuje się reakcję tworzenia maltolu, który z solami
Fe3+ daje zwiÄ…zek kompleksowy o barwie czerwonej
24
Tetracykliny
H3C CH3
R = R1 = H Tetracyclinum hydrochloricum
R R1 N
H3C OH
OH
R = H; R1 = OH Oxytetracyclinum hydrochloricum
OH
R = Cl; R1 = H Chlortetracyclinum hydrochloricum
CONH2
OH O OH O
Tetracykliny  grupa antybiotyków naturalnych i półsyntetycznych, posiadających
układ tetracenu (4 skondensowane pierścienie benzenowe o ró\
nym stopniu
nasycenia)
Zastosowanie: zapalenie oskrzeli i płuc wywołane przez mykoplazmy, dur plamisty,
zaka\
enia chlamydiami przenoszone drogą płciową, trądzik młodzieńczy
Działanie: bakteriostatyczne (bakterie Gram dodatnie, Gram-ujemne, mykoplazmy,
bedsonie i riketsje)
Mechanizm działania: ingerują w syntezę białka w układzie chromosomalnym
bakterii, co powoduje zahamowanie syntezy białka bakteryjnego
25
Analiza jakościowa:
1. Tetracykliny rozpuszczone w stÄ™\
onym kwasie siarkowym dajÄ… zabarwienie od
fioletowego do czerwonego; po dodaniu wody przechodzÄ…ce w \
ółte
chlorowodorek tetracykliny - fioletowe (\
ółte)
chlorowodorek oksytetracykliny - czerwone (\
ółte)
chlorowodorek chlorotetracykliny - niebieskie lub ciemnooliwkowe (złocisto-
brunatne)
2. W parowniczce porcelanowej, na Å‚az
ni wodnej, odparować 2 ml 50% roztworu
chlorku cynku. Następnie dodać szczyptę badanej tetracykliny i ogrzewać dalej
przez 1 min; powstajÄ… barwne kompleksy:
chlorowodorek tetracykliny - \
ółte
chlorowodorek oksytetracykliny - fioletowe
chlorowodorek chlorotetracykliny - czerwone
3. tetracykliny dajÄ… reakcjÄ™ na jon chlorkowy
4. tetracykliny po rozpuszczeniu w 2 ml 0,1 M HCl i zadaniu 1% roztworem chlorku
\
elaza (III) dajÄ… czerwonobrunatne zabarwienie
26
Analiza ilościowa:
1. Metoda fluorymetryczna
zdolność do fluorescencji wykazują produkty degradacji (najczęściej w
środowisku alkalicznym) lub kompleksy tetracyklin z Zn2+, Fe3+
2. Metoda kolorymetryczna
wykorzystuje zdolność tworzenia barwnych kompleksów tetracyklin z metalami,
np. Fe3+
OH
OH
O OH O
Me
O O O
OH
OH
27
Chloramfenikol
Chloramphenicolum
D-(-)treo-1-(4-nitrofenylo)-2-(dichloroacetamido)propan-1,3-diol
Syn. Detreomycyna, Chlorocid
Zastosowanie: w zaka\
eniach krętkami i riketsjami, w durze brzusznym i osutkowym,
w biegunkach, w ropniach mózgu, w zaka\
eniach wewnątrz gałkowych, krztuścu o
ciÄ™\
kim przebiegu
Działanie: bakteriostatyczne i bakteriobójcze
Mechanizm działania: hamuje syntezę białka bakteryjnego przez inhibicję
peptydylotransferazy, co uniemo\
liwia przenoszenie w cytoplazmie aktywowanych
aminokwasów z kwasu rybonukleinowego do rybosomów
28
Analiza jakościowa:
1. 10 mg substancji ogrzać z 2 ml 10 % roztworu NaOH; powstaje \
ółte zabarwienie.
H
HO C CH CH2OH
HN COCHCl2
+ 12 NaOH
2
- 2 H2NCH2OH
4 NaCl, 2 Na2CO3
2 HCOONa
NO2
CHO
CH2OH
COONa COONa
+
NO2
NO2
N N
sól disodowa kwasu
4,4 -azobenzenokarboksylowego
29
2. 50 mg substancji rozpuścić w 3 ml etanolu, dodać 7 ml wody, 0,2 g pyłu
cynkowego, ogrzać 10 min na łaz
ni wodnej i przesączyć; przesącz daje
reakcjÄ™ na jony chlorkowe
Analiza ilościowa:
1. Oznaczenie acydymetryczne w środowisku niewodnym:
odwa\
yć dokładnie ok. 0,3 g substancji, dodać 10 ml 25 % kwasu solnego
i odparować do sucha.
Pozostałość rozpuścić lekko ogrzewając w 10 ml 100 % kwasu octowego,
dodać 10 ml roztworu octanu rtęci i miareczkować 0,1 M kwasem
nadchlorowym wobec fioletu krystalicznego do zmiany zabarwienia z
fioletowego na niebieskie.
30
NH CO CHCl2
+ 2 H2O, 2 HCl
O2N CH C CH2OH
2
H
- 2 Cl2CHCOOH
OH
NH3
chlorowodorek
+ (CH3COOH)2Hg
2
Cl-
O2N CH C CH2OH
1-(4-nitrofenylo)-amino-
H
- HgCl2
1,3-propandiolu
OH
NH3
2 (CH3COOH)ClO4
CH3COO
2
O2N CH C CH2OH
H
4 CH3COOH
OH
NH3
ClO4
2
O2N CH C CH2OH
H
OH
31
2 . Metoda argentometryczna
W wyniku hydrolizy alkalicznej (ogrzewanie z 20 % NaOH) chlor organicznie
związany przechodzi w jony chlorkowe. Po ochłodzeniu roztwór zakwasza się
kwasem siarkowym lub azotowym i miareczkuje siÄ™ roztworem azotanu srebra.
Koniec miareczkowania ustala siÄ™ potencjometrycznie.
3. Metoda azotynowa
W reakcji z pyłem cynkowym w kwasie solnym grupa nitrowa w chloramfenikolu
ulega redukcji do pierwszorzędowej aromatycznej grupy aminowej, którą oznacza
siÄ™ metodÄ… azotynowÄ….
Koniec miareczkowania oznacza siÄ™ potencjometrycznie lub przy pomocy
papierka jodoskrobiowego.
32
NH CO CHCl2
3 H2
O2N CH C CH2OH
H
OH
NH CO CHCl2
2 H2O
+
H2N CH C CH2OH
H
OH
NH CO CHCl2
+
NaNO2 + 2 HCl
H2N CH C CH2OH
H
OH
NH CO CHCl2
Cl- + NaCl + 2 H2O
N N CH C CH2OH
H
OH
33
Erytromycyna
Erythromycin
Antybiotyk makrolidowy (niepolienowy)
Zastosowanie: zaka\
enia paciorkowcami (górny i dolny odcinek dróg oddechowych)
Mechanizm działania: blokuje syntezę białka bakteryjnego
34
Analiza jakościowa wg FP VI:
1. Rozpuścić 5 mg substancji w ml acetonu, dodać 2 ml HCl (425 g/l);
powstaje pomarańczowe zabarwienie, zmieniające się na czerwone.
Dodać 2 ml chloroformu i wytrząsnąć; warstwa chloroformowa zabarwia się
na fioletowo.
2. Analiza widm absorpcyjnych w podczerwieni.
3. Badanie metodÄ… chromatografii cienkowarstwowej.
Analiza ilościowa wg FP VI;
1. Miareczkowanie acydymetryczne kwasem nadchlorowym wobec fioletu
krystalicznego.
2. Oznaczenie metodą cylinderkowo-płytkową wg monografii
 Oznaczenie aktywności antybiotyków metodami mikrobiologicznymi.
35
Spiromycyna - antybiotyk makrolidowy polienowy
36
Linkomycyny chlorowodorek
Lincomycini hydrochloride
Linkozamid, hamuje syntezę białka bakteryjnego.
Kwas trans-1-propylohygrynowy połączony jest wiązaniem amidowym
z aminosacharydem zawierajÄ…cym grupÄ™ tiometylowÄ…
Zastosowanie: błonnica, posocznica gronkowcowa, zapalenie płuc i ucha
środkowego, zaka\
enia oporne na działanie penicylin
37
Analiza jakościowa wg FP VI:
1. Substancja wykazuje reakcje na chlorki.
2. Rozpuścić 20 mg substancji w 2 ml wody, dodać 3 ml kwasu siarkowego
(1,762 kg/l);
na granicy faz powstaje czerwonopomarańczowe zabarwienie.
3. Badanie metodÄ… chromatografii cienkowarstwowej.
Analiza ilościowa wg FP VI:
1. Oznaczenie metodą cylinderkowo-płytkową wg monografii
 Oznaczenie aktywności antybiotyków metodami mikrobiologicznymi.
2. Badanie metodÄ… chromatografii gazowej.
38
Bacytracyna
Bacitracinum
Cykliczny antybiotyk peptydowy.
Mieszanina polipeptydów, której głównym składnikiem jest bacytracyna A
Bacytracyna A składa się z pierścieniowego heptapeptydu
I łańcucha bocznego, w którym w wyniku cyklizacji izoleucyny z cysteiną powstał pierścień
dihydrotiazolu
Zastosowanie: w zaka\
eniach skóry i błon śluzowych
Mechanizm działania: zakłóca biosyntezę ściany komórkowej bakterii;
uniemo\
liwia reakcjÄ™ defosforylacji
39
Analiza jakościowa wg FP VI:
1. Rozpuścić 5 mg substancji w 5 ml wody, dodać 5 ml roztworu NaOH (80 g/l).
Dodać 0,5 ml roztworu siarczanu miedzi (II), (10 g/l); powstaje fioletowe
zabarwienie.
2. Rozpuścić 20 mg substancji w 2 ml buforu fosforanowego o pH = 7, dodać
0,2 ml roztworu ninhydryny i ogrzewać na łaz
ni wodnej; powstaje fioletowo-
niebieskie zabarwienie.
3. Badanie metodÄ… chromatografii cienkowarstwowej.
Analiza ilościowa wg FP VI:
1. Oznaczenie metodą cylinderkowo-płytkową wg monografii
 Oznaczenie aktywności antybiotyków metodami mikrobiologicznymi.
40
Vankomycyny chlorowodorek
Vancomycini hydrochloride
Antybiotyk peptydowy - glikopeptyd wytwarzany przez Nocardia orientalis
Trójpeptydowy heptapeptyd
Zastosowanie: skutecznie zwalcza infekcje wywołane przez gronkowce
Mechanizm działania: zakłóca biosyntezę ściany komórkowej 41
Analiza jakościowa wg FP VI:
1. Substancja wykazuje reakcje na chlorki.
2. Rozpuścić 10 mg substancji w 3 ml wody, zmieszać z 7 ml roztworu
²-naftolu w kwasie siarkowym i ogrzewać 25 min na Å‚az
ni wodnej;
powstaje ró\
owofioletowe zabarwienie.
3. Badanie metodÄ… chromatografii cienkowarstwowej.
Analiza ilościowa wg FP VI:
1. Oznaczenie metodą cylinderkowo-płytkową wg monografii
 Oznaczenie aktywności antybiotyków metodami mikrobiologicznymi.
42