Хімічна будова деяких напівсинтетичних пеніцилінів

Назва пеніциліну	Будова R бокового ланцюга
амоксицилін
ампіцилін
оксацилін
карбеніцилін
нафцилін

 

Промислове отримання 6-АПК шляхом хімічного гідролізу бензилпеніциліну пов’язане зі значними труднощами у зв’язку з нестійкістю b-лактамного кільця молекули пеніциліну. Так, у разі лужного гідролізу бензилпеніциліну вихід 6-АПК становить лише 1%. Продуктивність цього процесу можна підвищити використовуючи для гідролізу імобілізовані бактеріальні клітини, що містять пеніцилінамідазу.

З другої половини 70-х років ХХ ст. вся 6-АПК, що випускається в Росії, та значна частина 6-АПК, яку отримують в Італії, виготовляється за допомогою імобілізованих ферментів. На італійських фірмах використовують фермент, імобілізований шляхом включення клітин E.coli у волокна триацетатцелюлози, а на російських підприємствах застосовують бактеріальні клітини, імобілізовані у поліакриламідному гелі. Використання таких технологій забезпечує вихід кінцевої продукції на рівні 80 – 85%. За даними японських вчених, час напівінактивації пеніцилінамідази, що міститься в імоблізованих в поліакриламідному гелі бактеріальних клітинах, становить 42 доби при 30°С або 17 діб при 40°С.

6-АПК підлягає хімічному ацилюванню в результаті якого утворюються напівсинтетичні пеніциліни. Отримано близько 50 тис. сполук, з них 35 використовують у практиці.

Всі відомі напівсинтетичні пеніциліни, як і бензилпеніцилін, пригнічують синтез клітинної стінки бактерій. Основним завданням при синтезі нових пеніцилінів є отримання препаратів, які стійкі до дії b-лактамаз, та препаратів з пролонгованою дією.

 

Цефалоспорин

Цефалоспоринові антибіотики використовуються у клінічній практиці з початку 60-х років ХХ ст. Синтезовано більше 50 представників цієї групи антибіотиків. Ядром молекули цефалоспоринів є 7-аміноцефалоспоринова кислота.

За хімічною будовою належить до b-лактамних антибіотиків, близьких до пеніциліну, в біосинтезі основного ядра (цефемового) приймають участь дві амінокислоти L-цистеїн, L-валін.

Цефалоспорин С

 

Цефалоспорини – антибіотики, що утворюються грибами роду Cephalosporium acremonium (Acremonium chrysogenum). Вперше цефалоспорин було виділено у 1948 році Джузеппе Бротцу. В культуральній рідині Cephalosporium acremonium він виявив три варіанти цефалоспоринів: P, N та C. Цефалоспорин С головний антибіотик, на основі якого було створено багаточисельні напівсинтетичні препарати з цінними властивостями.

За біологічною активністю цефалоспорини відрізняються від пеніцилінів. Цефалоспорини пригнічують розвиток грампозитивних і грамнегативних бактерій, але їхня антибіотична активність нижча ніж у пеніцилінів.

Продуцент – Cephalosporium acremonium (Acremonium chrysogenum).

Механізм біосинтезу цефалоспорину.

Первинні стадії біосинтезу пеніциліну і цефалоспорину ідентичні. До ізопеніциліну N. Лише після цього шляхи розходяться. Пеціцилін N перетворюється в деацетоксицефалоспорин. Далі за дії ферменту гідроксилази утворюється деацетилцефалоспорин. Який ферментом ацетил-Ко-трансферазою перетворюється у цефалоспорин С.

 

Кетоглутарат Ацетил-КоА

 

Гомоцитрат

 

a-Кетоадіпінова кислота

 

L-a-аміноадіпінова кислота (L-a-ААК) L-цистеїн

 

L-a-ААК-L-цистеїн

L-a-ААК- L-цистеїн-D-валін (трипептид)

 

Моноциклічний b- лактам

Ізопеніцилін N

 

Пеніцилін N

Деацетоксицефалоспорин

 

Деацитилцефалоспорин

 

Цефалоспорин С

Напівсинтетичні цефалоспорини

Вихідною речовиною для отримання напівсинтетичних цефалоспоринів є 7-аміноцефалоспоранова кислота, яку отримують в результаті відщеплення від молекули цефалоспорину аміноадипінової кислоти під дією фермента ацилази.

 

7-аміноцефалоспоранова кислота

 

Модифікування цефалоспорину може відбуватися шляхом приєднання двох радикалів.

 

Таблиця8.3