4β内酰胺类抗生素学习教案

1、会计学14内酰胺类抗生素内酰胺类抗生素第1页/共84页NSO1234567PenamNSO1234567PenemNO1234567CarbapenemNSONO123456781234CefmMonobactam青霉烷 青霉烯 碳青霉烯 头孢烯 单环-内酰胺第2页/共84页NSO1234567CH3CH3COOHHHRCOHNNO1234567COOHHHRCOHNSRPenicillinsCarbapenemsNSO12345678CephalosporinsHHRCOHNCH2A青霉素类 头孢菌素类 碳青霉烯类NSO12345678OxacephemsHH3CORCOHNCH2ANO12

2、34MonobactamR3R2R1COHN头霉素类 单环-内酰胺类第3页/共84页第4页/共84页上取代基的手性碳原子有关，上取代基的手性碳原子有关，旋光异构体间的活性有很大的旋光异构体间的活性有很大的差异。差异。第5页/共84页NSOCH3CH3COOHNHCRONOOCOOHCHCH2OHNSOCOOHSCH2RH3COHNOCOOHSRH3COHNSORCOOHHNCROXNOORCOOHHNCROXNORCOOHHNCRONOSO3HHNCROX第6页/共84页第7页/共84页（青霉素（青霉素G G、苄青霉素）、苄青霉素）第8页/共84页NH2CONSOHNCOOHCH3CH3HOC

3、H第9页/共84页第10页/共84页头孢菌素头孢菌素类类7654321NONHSCH2R1COOHRCO母核（母核（7-7-氨基头孢菌烷酸）氨基头孢菌烷酸）第11页/共84页NONHSCH3COOHOCNH2CH第12页/共84页CHNH2CONONHSCH3COOH第13页/共84页NONHSCH3COOHOCNH2CHHO第14页/共84页酸性酸性化学性质化学性质NaNa1 1、与碱金属、与碱金属(Na(Na+ +、K K+ +) )成盐，易溶于水成盐，易溶于水 （一）羧基：酸性（一）羧基：酸性 第15页/共84页2 2、与有机碱（普鲁卡因）成盐、与有机碱（普鲁卡因）成盐 难溶于水难溶于水

4、普鲁卡因青霉素普鲁卡因青霉素C2H5 2NCH2CH2OOCNSOHNCOOHCH3CH3OCCH2NH2第16页/共84页（5%5%头孢唑啉钠溶液头孢唑啉钠溶液 18182424）20D 2 2、头孢菌素类、头孢菌素类 C C6 6 C C7 71 1、青霉素类、青霉素类 C C3 3 C C5 5 C C6 6 第17页/共84页 2 2、头孢菌素类、头孢菌素类 母核有共轭体系母核有共轭体系 1 1、青霉素类、青霉素类 母核无明显母核无明显UVUV 多数有苯环取代基多数有苯环取代基 第18页/共84页青霉素钠青霉素钠UV7-20第19页/共84页第20页/共84页水溶液水溶液 不稳定不稳定

5、 干燥纯净干燥纯净 稳定稳定 不稳定性因素不稳定性因素四元环张力大四元环张力大 酰胺键易水解酰胺键易水解 第21页/共84页（某些金属离子）（某些金属离子）（温度）（温度）某些氧化剂某些氧化剂失效失效降解降解青霉素类青霉素类酸、碱、青霉素酶酸、碱、青霉素酶第22页/共84页例例青霉素的降解反应青霉素的降解反应青青霉霉素素青霉噻唑酸青霉噻唑酸H H2 2O/OHO/OH青霉素酶青霉素酶青霉酸青霉酸H H2 2OOpH2pH2100100青霉噻唑青霉噻唑酰基羟胺酸酰基羟胺酸NHNH2 2OHOH青霉烯酸青霉烯酸pHpH4 4青霉胺青霉胺COCO2 2青霉醛青霉醛HgClHgCl2 2第23页/共8

6、4页内酰胺酶内酰胺酶- -b b失效失效降解降解头孢菌素类头孢菌素类酸、碱、胺类酸、碱、胺类例：头孢噻吩钠水溶液例：头孢噻吩钠水溶液2524h2524h失活失活8%8%第24页/共84页鉴别反应鉴别反应（一）呈色反应（一）呈色反应1 1、 羟肟酸铁反应羟肟酸铁反应-内酰胺类内酰胺类NaOHNaOH呈色呈色FeFe3+3+/3/3H H+ +羟肟酸衍生物羟肟酸衍生物- -b b2 2HClHClNOHNOHH H内酰胺类内酰胺类第25页/共84页2 2、 类似肽键的反应类似肽键的反应（1 1）茚三酮）茚三酮反应反应 - -氨基氨基蓝紫色蓝紫色氨基氨基茚三酮茚三酮- -NH2CONSOHNCOOH

7、CH3CH3CH第26页/共84页（2 2）双缩脲反应）双缩脲反应-内酰胺类内酰胺类 CONH（开环分解）（开环分解）紫红色紫红色内酰胺类内酰胺类碱性酒石酸铜碱性酒石酸铜- -b b第27页/共84页3 3、其他呈色反应、其他呈色反应（1 1） 与重氮苯磺酸反应与重氮苯磺酸反应酚羟基酚羟基例：头孢哌酮例：头孢哌酮（偶合）（偶合）橙黄色橙黄色重氮苯磺酸重氮苯磺酸- -5 56 6OHOHH HC C第28页/共84页（2 2） 与变色酸与变色酸- -硫酸反应硫酸反应青霉素青霉素阿莫西林阿莫西林氨苄西林氨苄西林活泼活泼“-CH-CH2 2- -”（分解）（分解）变色酸变色酸显色显色HCHOHCHO

8、CHCHSOSOH H- - -4 42 22 2”羰基侧链含羰基侧链含“第29页/共84页150（缩合）（缩合）4 42 2变色酸变色酸阿莫西林阿莫西林HCHOHCHOSOH色色褐褐NH2CONSOHNCOOHCH3CH3HOCH第30页/共84页HCHO（缩合）（缩合）D D第31页/共84页（3 3）与）与H H2 2SOSO4 4 - HNO- HNO3 3反应反应头孢菌素类头孢菌素类亮黄亮黄红棕红棕黄色黄色头孢噻肟钠头孢噻肟钠头孢噻吩钠头孢噻吩钠头孢氨苄头孢氨苄3 3- -4 42 2HNOHNOSOSOH H第32页/共84页（4 4） 与铜盐反应与铜盐反应橄榄绿色橄榄绿色NaOH

9、NaOH专属反应专属反应4 4CuSOCuSOHAcHAc头孢氨苄头孢氨苄第33页/共84页鉴别鉴别（二）各种盐的反应（二）各种盐的反应1 1、K K+ +、NaNa+ +的火焰反应的火焰反应 焰色焰色鲜黄色鲜黄色 + + 醋酸氧铀锌醋酸氧铀锌黄黄 Na+ 焰色焰色紫色紫色 + 0.1%+ 0.1%四苯硼钠四苯硼钠 + Ac+ Ac白白 K+第34页/共84页第35页/共84页第36页/共84页第37页/共84页第38页/共84页第39页/共84页第40页/共84页第41页/共84页第42页/共84页0.8、猪猪0.30.7、羊羊0.7、犬犬0.5、火鸡火鸡0.5 h。第43页/共84页第44

10、页/共84页第45页/共84页大多数大多数革兰氏阴性革兰氏阴性杆菌对青霉杆菌对青霉素素不敏感不敏感。第46页/共84页第47页/共84页第48页/共84页第49页/共84页第50页/共84页第51页/共84页第52页/共84页第53页/共84页第54页/共84页解产物和聚合物解产物和聚合物（致敏原致敏原）。）。第55页/共84页 有的对革兰氏有的对革兰氏阳性阳性菌有效，对革兰菌有效，对革兰氏氏阴性阴性菌也有杀灭作菌也有杀灭作用。用。第56页/共84页第57页/共84页烧伤创面感染等。烧伤创面感染等。第58页/共84页第59页/共84页。第60页/共84页第61页/共84页第62页/共84页第6

11、3页/共84页第64页/共84页第65页/共84页第66页/共84页第67页/共84页第68页/共84页第69页/共84页第70页/共84页第71页/共84页青霉素生产菌株：产黄青霉菌 第72页/共84页分生孢子的分生孢子的期期 菌丝繁殖，原生质嗜碱性很强，有类脂肪小颗粒产生的菌丝繁殖，原生质嗜碱性很强，有类脂肪小颗粒产生的期期 细胞内看不到颗粒，并出现个别自溶的细胞的细胞内看不到颗粒，并出现个别自溶的细胞的期等六个阶段期等六个阶段 原生质嗜碱性仍很强，形成脂肪粒，积累贮藏物的原生质嗜碱性仍很强，形成脂肪粒，积累贮藏物的期期 原生质嗜碱性很弱，脂肪粒减少，形成中、小空孢的原生质嗜碱性很弱，脂肪

12、粒减少，形成中、小空孢的期期 脂肪粒消失，形成大空孢的脂肪粒消失，形成大空孢的期期 期称为期称为菌丝生长期，菌丝生长期，产青霉素较少，产青霉素较少，菌丝的浓度增菌丝的浓度增加很多加很多 期称为青期称为青霉素的分泌期，霉素的分泌期，菌丝生长趋势减菌丝生长趋势减弱，产生大量青弱，产生大量青霉素霉素 菌丝自溶期菌丝自溶期 青青霉霉菌菌的的生生长长发发育育 第73页/共84页碳源碳源 氮源氮源 前体前体 无机盐无机盐 多种碳源和乳糖、蔗糖、葡萄糖等。多种碳源和乳糖、蔗糖、葡萄糖等。目前普遍采用的是淀粉水解糖液目前普遍采用的是淀粉水解糖液 常选用玉米浆、精制棉籽饼或麸质粉常选用玉米浆、精制棉籽饼或麸质粉

13、作氮源，并补加无机氮源作氮源，并补加无机氮源 在发酵中加入如苯乙酸或苯乙酰胺等在发酵中加入如苯乙酸或苯乙酰胺等含有苄基基团的前体，多次流加含有苄基基团的前体，多次流加包括硫、磷、钙、镁、钾等无机盐类包括硫、磷、钙、镁、钾等无机盐类 青霉素青霉素发酵生发酵生产的产的培养基培养基 第74页/共84页加糖的控制 根据发酵液中的残糖量、发酵过程中发酵液的pH值、排气中的CO2及O2的含量来控制加糖。一般在残糖降至0.6%左右、pH值上升时开始加糖。 第75页/共84页补补 氮氮 加入硫酸铵、氨水或尿素，使发酵液的氨加入硫酸铵、氨水或尿素，使发酵液的氨氮控制在氮控制在0.05%0.05%。 第76页/共

14、84页添加前体添加前体 在发酵过程的合适阶段，添加青霉素的合成前在发酵过程的合适阶段，添加青霉素的合成前体物质，使发酵液中残留的苯乙酰胺等前物质浓度体物质，使发酵液中残留的苯乙酰胺等前物质浓度保持在一定的范围内，以利于青霉素的合成。保持在一定的范围内，以利于青霉素的合成。 第77页/共84页pH pH 控制控制 通过添加葡萄糖、加酸或加碱来控制通过添加葡萄糖、加酸或加碱来控制pHpH。根据不同的菌种的要求，一般控制在根据不同的菌种的要求，一般控制在6.46.46.66.6之间之间。 第78页/共84页温度控制温度控制 一般在发酵的前期温度控制在一般在发酵的前期温度控制在25-2625-26，发

15、酵，发酵后期在后期在2323，以减少发酵后期发酵液中青霉素，以减少发酵后期发酵液中青霉素的降解破坏。的降解破坏。 第79页/共84页通气和搅拌通气和搅拌 由于青霉素的发酵过程要求发酵液中溶解由于青霉素的发酵过程要求发酵液中溶解氧量不低于饱和情况下溶解氧浓度的氧量不低于饱和情况下溶解氧浓度的30%30%，通气，通气比一般控制为比一般控制为10.8VVM10.8VVM。搅拌的速度根据发酵过。搅拌的速度根据发酵过程中各个阶段的需要进行调整。程中各个阶段的需要进行调整。 第80页/共84页泡沫的控制泡沫的控制 由于发酵过程中会产生大量的泡沫，通常采由于发酵过程中会产生大量的泡沫，通常采用豆油、玉米油等天然油脂或环氧丙烯环氧乙烯用豆油、玉米油等天然油脂或环氧丙烯环氧乙烯聚醚类化学合成消泡剂进行消泡。应尽量控制其聚醚类化学合成消泡剂进行消泡。应尽量控制其用量和加入方式，否则会影响菌体的代谢。用量和加入方式，否则会影响菌体的代谢