Пенициллины Общая характеристика

Структурной основой лекарственных веществ природных и полусинтетических пенициллинов является 6-аминопенициллановая кислота (6-АПК), представляющая собой гетероциклическую систему, состоящую из двух конденсированных колец: четырехчленного – β-лактамного (В) и пятичленного - тиазолидиновый (А) циклов.

6-АПК является дипептидом, состоящим из L-цистеина и L-валина.

L-цистеин (β-меркаптоаланин):

L-валин (L-a-аминоизовалериановая кислота).

Общая формула пенициллинов

Биологическая активность пенициллинов обусловлена наличием в молекуле тиазолидинового и β-лактамного циклов. Расщепление одного из них приводит к полной потере активности. Пространственная конфигурация молекул пенициллинов так же определяет антибактериальный характер действия препаратов.

Различную химическую структуру может иметь радикал, замещающий атом водорода в аминогруппе, которая присоединена к лактамному циклу в положении 6. Благодаря этому получен целый ряд высокоактивных полусинтетических аналогов более устойчивых, чем природный пенициллин.

Наиболее лабильной частью молекулы пенициллина является β-лактамное кольцо, которое подвергается гидролитическому расщеплению под действием щелочей, кислот, фермента пенициллиназы с потерей биологической активности.

Щелочи и пенициллиназа гидролизуют (5-лактамное кольцо с образованием неактивной пенициллоиновой кислоты:

динатриевая соль пенициллоиновой кислоты

Легкий гидролиз β-лактамного цикла пенициллинов по сравнению с другими β-лактамами объясняется влиянием соседнего серосодержащего тиазолидинового цикла.

Реакция щелочного гидролиза пенициллинов используется в гидроксамовой реакции, в количественном йодометрическом определении суммы пенициллинов в солях бензилпенициллина и феноксиметилпенициллине, в алкалиметрическом определении суммы пенициллинов в полусинтетических пенициллинах.

Под действием пенициллиназы (β-лактамазs), продуцируемой многими микроорганизмами, β-лактамный цикл так же легко разрушается. Некоторые полусинтетические пенициллины, имеющие в своей структуре заместители, создающие препятствия разрыву β-лактамного цикла (аминогруппа и карбоксил в боковой цепи положения 6) являются более устойчивыми формами и имеют более широкий спектр действия.

В настоящее время из природных пенициллинов медицинское применение имеет натриевая, калиевая, новокаиновая соли бензилпенициллина, бензатинбензилпенициллин (N, N'-дибензилэтилендиаминовая соль бензилпенициллина) и феноксиметилпенициллин.

Полусинтетические пенициллины характеризуются наличием в молекуле ароматического или гетероциклического радикала. Из них наиболее широко применяют ампициллин, оксациллин, карбенициллина динатриевую соль, амоксициллин.

Структура ацильных радикалов и соответствующих пенициллинов представлена в табл.

Строение ацильных радикалов пенициллинов

Препарат	Значение R	Остаток кислоты
природные
Бензил-пенициллин (натриевая, калиевая, новокаиновая соли)	Бензил	Фенилацетил (остаток фенилуксусной кислоты)
Феноксиметил-пенициллин	Феноксиметил	Феноксиацетил (остаток феноксиуксусной кислоты)
Синтетические
Оксациллин (натриевая соль)	3-Фенил-5-метил-4-изоксазолил	Остаток 5-метил-3-фенили-зоксазол-4-карбоновой кислоты
Ампициллин (натриевая соль)	Аминобензил	Фениламиноацетил (остаток фениламиноуксусной кислоты)
Карбенициллин (динатриевая соль)	Карбоксибензил	Карбоксифенилацетил (остаток карбоксифенилуксусной кислоты)