Механизм антимикробного действия сульфаниламидов
Механизм антимикробного действия сульфаниламидов связан с их конкурентным антагонизмом с n - аминобензойной кислотой.
Для нормальной жизнедеятельности и роста микроорганизмам необходима фолиевая кислота, которая синтезируется в микробной клетке из ПАБК, глютаминовой кислоты и птерина.
(птерин - ПАБК - глютаминовая кислота) - фолиевая кислота
Т.к. сульфаниламиды имеют близкое химическое строение с ПАБК, они препятствуют включению её в молекулу фолиевой кислоты, занимая её место.
|
сульфаниламид |
|
ПАБК |
|
птерин - сульфаниламид - глютаминовая кислота
Такое соединение не может использоваться микробной клеткой в качестве питательного фермента и рост микроорганизма приостанавливается (голодает).
Поэтому действие сульфаниламидов называют бактериостатическим, не убивают за счет денатурации белка микроорганизма (бактерицидные, антисептические препараты), а вызывают голод микробной клетки - она не размножается и погибает.
Чтобы произошел конкурентный антагонизм, необходимо сульфаниламидного препарата в 300 раз больше, чем ПАБК, этим объясняется применение ударных доз сульфаниламидов (сразу 1,0-2,0).
Свойства сульфаниламидных препаратов
Физические свойства.
Все сульфаниламиды - кристаллические вещества, порошки белого или желтоватого цвета, без запаха.
Кислотные формы плохо растворимы в воде, но хорошо растворимы в органических растворителях - спирте, ацетоне.
Солевые формы (Na) хорошо растворимы в воде, не растворимы в органических растворителях
Химические свойства.
Обусловлены наличием следующих функциональных групп.
ароматическая аминогруппа |
|
|
свойства ароматического кольца |
сульфогруппа |
имидная группа |
Большинство сульфаниламидов - амфотерные вещества, у них выражены кислотные (-NH) свойства и основные (-NH2).
Кислотные свойства за счет водорода имидной группы, который способен замещаться на металлы с образованием солей, поэтому сульфаниламиды легко растворяются в щелочах и карбонатах (во избежание кристалурии нужно сульфаниламиды запивать щелочным питьем).
Кислотные свойства сульфаниламидов выражены сильнее основных.
Реакции, обусловленные наличие ароматической аминогруппы.
Реакция диазотирования и азосочетания с фенолами. Сульфаниламиды с замещенной аминогруппой (стрептоцид растворимый, фталазол) дают эту реакцию после кислотного гидролиза с соляной кислотой.
Реакция конденсации с альдегидами. Образование окрашенных продуктов типа основания Шиффа.
Реакция окисления аминогруппы (Cl2).
Реакции обусловленные сульфагруппой.
Для открытия серы необходимо окислить препарат концентрированной азотной кислотой, при этом сера сульфамидной группы переходит в сульфатную, которая обнаруживается с помощью хлорида бария.
Реакции, обусловленные имидной группой (-NH).
ГФX. Водород имидной группы обуславливает взаимодействие сульфаниламидов с солями тяжелых металлов (CuSO4, CoCl2) - получаются окрашенные соединения растворимые и нерастворимые в воде (эта реакция индивидуальна для каждого сульфаниламида).
Реакция выполняется с натриевыми солями сульфаниламидов, поэтому кислую форму сульфаниламида сначала нейтрализуют щелочью, а затем прибавляют раствор сульфата меди.
Реакции, обусловленные ароматическим ядром (галогенирование, нитрование, сульфирование).
Реакция пиролиза (термического разложения).
При нагревании сухого порошка образуются различные возгоны и плавы, окрашенные в бурый цвет (фиолетово-красный у стрептоцида).
Эта реакция общая для сульфаниламидов, но могут быть и индивидуальные, т.к. если содержится сера в радикале (норсульфазол, фталазол, этазол), выделяется при пиролитическом расщеплении H2S, который можно определить по запаху или по почернению фильтровальной бумаги, смоченной ацетатом свинца.
H2S + Pb(CH3COO)2 = PbS↓ + 2CH3COOH
|
черный |
При пиролизе сульфаниламидных препаратов, не содержащих серу в радикале (сульфадимезин, стрептоцид, сульфацил) образуется SO2↑.
Частные реакции:
По характеру радикала.
Для стрептоцида растворимого с салициловой кислотой.
Для фталазола - получение флуоресценции.
На натрий - для натриевых солей сульфаниламидов.