Лекции по фармацевтической химии - часть 10

Аминогликозиды

 

 

73

O

HO

O

NH

CH

3

H

2

N

O

HO

NH

2

HO

HO

NHR

1

O

NH

2

H

3

C

OH

R

3

R

2

гентамицины

гарозамин

замещённые
пурпурозамины

 

Полусинтетическим  производным  гентамицина  В  является  изепа-

мицин,  который  относится  к  аминогликозидным  антибиотикам  четвёр-
того  поколения.  Как  и  в  случае  амикацина  химическая  модификация 
природного  антибиотика  при  получении  изепамицина  заключается  в 
ацилировании  аминогруппы,  находящейся  в 1-м  положении  остатка 2-
дезоксистрептамина.  Изепамицин  более  устойчив  к  действию  аминог-
ликозидмодифицирующих ферментов, чем гентамицин. 

O

HO

O

NH

CH

3

H

2

N

O

HO

OH

HO

HO

NH

2

O

H

3

C

OH

N

NH

2

H

O

H

OH

изепамицин

 

Антибиотики-аминогликозиды  имеют  широкий  спектр  действия. 

В  малых  концентрациях  действуют  бактериостатически.  Данные  анти-
биотики связываются со специфическими белками-рецепторами на 30S 
субъединице  рибосом.  Это  приводит  к  нарушению  образования  ини-
циирующего комплекса между матричной РНК и 30S субъединицей ри-
босомы. В результате возникают дефекты при считывании информации 
с ДНК, синтезируются неполноценные белки, что приводит к остановке 

 А.К. Лекции по фармацевтической химии 

 

 

74

роста и развития микробной клетки. В больших концентрациях аминог-
ликозиды нарушают проницаемость и барьерные функции цитоплазма-
тической мембраны и поэтому обладают бактерицидным действием. 

В зависимости от спектра действия и особенностей возникновения 

устойчивости у микроорганизмов выделяют 4 поколения аминогликози-
дов (табл. 3). 

Таблица 3 

Фармакологическая классификация аминогликозидов 

Поколение 

Представители 

Особенности спектра действия и 

возникновения устойчивости 

первое 

стрептомицин,  
канамицин 

известно 15 ферментов, инактивирующих данные 
антибиотики 

второе 

гентамицин 

имеют более высокую активность к синегнойной 
палочке,  инактивируются 10 микробными  фер-
ментами 

третье 

амикацин 

активны  в  отношении  синегнойной  палочки, 
инактивируется только 3 ферментами 

четвёртое 

изепамицин 

имеют  более  широкий  спектр  действия  по  срав-
нению  с  другими  аминогликозидами,  инактиви-
руются 3 ферментами 

 
Аминогликозиды  первого  поколения  из-за  токсичности  применя-

ют только для лечения специфических инфекционных заболеваний (ту-
беркулез, зоонозные и особо опасные инфекции). Остальные аминогли-
козиды  используются  для  лечения  тяжелых  системных  инфекций,  вы-
званных  грамотрицательными  бактериями  и  стафилококками:  бакте-
риемии,  вторичный  бактериальный  менингит,  осложнённые  инфекций 
мочевыводящих путей, остеомиелит и др. 

Аминогликозиды могут применяться парентерально (порошки или 

растворы для инъекций), перорально (таблетки) и местно (мази, глазные 
капли, глазные плёнки, аэрозоли). Из-за  своей  полярности они практи-
чески не всасываются в ЖКТ, поэтому в расчёте на системное действие 
вводятся  только  парентерально  (внутримышечно,  внутривенно).  Вели-
чина объёма распределения для аминогликозидов составляет 0,15 – 0,3 
л/кг  (т.е.  данные  вещества  в  основном  находятся  в  плазме  крови  и  во 
внеклеточной жидкости). Транспортируются через мембраны путём ак-
тивного транспорта, поэтому хорошо проникают в органы и ткани с ин-
тенсивным  кровоснабжением  (например,  данные  вещества  способны 
накапливаться в тканях внутреннего уха и коркового слоя почек, поэто-
му обладают ото- и нефротоксичностью). Метаболизму практически не 
подвергаются. Выделяются почками в неизменённом виде. 

 

Аминогликозиды

 

 

75

Таблица  4 

Важнейшие представители аминогликозидов 

МНН, структурная формула и  

химическое название 

Синонимы и  

формы  

выпуска 

1 2 

Стрептомицина сульфат 
(Streptomycin sulphate)  

O

NH

HO

HO

HO

CH

3

O

OH

H

3

C

O

H

HN

OH

NH

OH

HO

NH

2

NH

HN

NH

2

O

O

2

3H

2

SO

4

 бис[N,N′-бис(аминоиминометил)-4-O-[5-дезокси-2-O-[2-дезокси-2-

(метиламино)-

α-L-глюкопиранозил]-3-C-формил-α-L-

ликсофуранозил]-D-стрептамина] трисульфат 

Порошок для 
инъекций во 
флаконах по 
0,25; 0,5 и 1 г 

Канамицина моносульфат 
(Kanamycin monosulphate) 

O

HO

O

NH

2

OH

OH

H

2

N

NH

2

O

HO

OH

HO

HO

NH

2

O

H

2

SO

4

H

2

O

 

6-O-(3-амино-3-дезокси-

α-D-глюкопиранозил)-4-O-(6-амино-6-

дезокси-

α-D-глюкопиранозил)-2-дезокси-D-стрептамина сульфат 

 
Канамицина сульфат 
(Kanamycin acid sulphate) 
 

Канамицина  
моносульфат: 
таблетки по 
0,125 и 0,25 г; 
Канамицина 
сульфат: 
порошок для 
инъекций во 
флаконах по 0,5 
и 1 г; раствор 
для инъекций 
5% - 5 или 10 
мл, глазные 
плёнки 

 А.К. Лекции по фармацевтической химии 

 

 

76

Окончание табл. 4 

 

1 2 

Гентамицина сульфат 
(Gentamicin sulphate) 

O

HO

O

NH

CH

3

H

2

N

O

HO

NH

2

HO

HO

NHR

1

O

xH

2

SO

4

NH

2

H

3

C

OH

R

3

R

2

 

 

Порошок для 
инъекций во 
флаконах по 
0,08 г; раствор 
для инъекций 
4% - 1 или 2 мл; 
мазь 0,1% - 10 
или 20 г; глаз-
ные капли 0,3%, 
0,1%-ная мазь 
 

Амикацина сульфат 
(Amikacin sulphate) 

O

HO

O

NH

2

OH

OH

H

2

N

O

HO

OH

HO

HO

NH

2

O

2H

2

SO

4

N

NH

2

H

O

H

OH

 

6-O-(3-амино-3-дезокси-α-D-глюкопиранозил)-4-O-(6-амино-6-

дезокси-α-D-глюкопиранозил)-1-N-[(2S)-4-амино-2-

гидроксибутаноил]-2-дезокси-D-стрептамин

 

Амикин 
Селемицин 
Амикозит 
Хемацин 
 
Порошок для 
инъекций во 
флаконах по 0,1; 
0,25 и 0,5 г 

 

Аминогликозиды

 

 

77

2. Физико-химические и химико-аналитические  

свойства 

 
2.1. Внешний вид и растворимость 
 
Аминогликозиды представляют собой белые или почти белые ве-

щества. Молекулы данных веществ содержат большое количество гид-
рофильных групп, поэтому все аминогликозиды  хорошо растворимы в 
воде и практически нерастворимы в этиловом спирте, диэтиловом эфи-
ре, ацетоне и хлороформе (табл. 5). 

Таблица 5 

Физические свойства аминогликозидов 

Растворимость 

Вещество 

Внешний  

вид  

вода 

этанол 

другие 

Стрептоми-
цина сульфат 

Белый  или  почти 
белый  порошок, 
гигроскопичен 

очень 

легко 

практически 

нерастворим 

практически  нерас-
творим  в  эфире  и 
хлороформе 

Канамицина 
моносульфат 

Белый  или  почти 
белый 

кристал-

лический 

поро-

шок 

1:8 

практически 

нерастворим 

практически  нерас-
творим  в  ацетоне, 
эфире  и  хлорофор-
ме 

Канамицина 
сульфат 

Белый  или  почти 
белый  гигроско-
пичный порошок

 

1:1 

практически 

нерастворим 

практически  нерас-
творим  в  ацетоне  и 
эфире 

Гентамицина 
сульфат 

Белый  или  почти 
белый  гигроско-
пичный порошок 

легко 

практически 

нерастворим 

практически  нерас-
творим  в  хлоро-
форме и эфире 

Амикацина 
сульфат 

Белый  или  почти 
белый порошок 

легко 

практически 

нерастворим 

практически  нерас-
творим в ацетоне 

 
2.2. Спектральные свойства 
 
Поглощение  УФ-излучения.  В  молекулах  аминогликозидов  от-

сутствуют хромофорные системы, поэтому данные вещества практиче-
ски  не  поглощают  электромагнитное  излучение  ближнего  УФ-
диапазона.  

Оптическая  активность.  Молекулы  аминогликозидов  являются 

хиральными,  поэтому  данные  вещества  обладают  оптической  активно-
стью (табл. 6). Стрептомицина сульфат (водный раствор) вращает плос-
кость поляризации света влево, остальные аминогликозиды – вправо. 

 А.К. Лекции по фармацевтической химии 

 

 

78

Таблица 6 

Величины удельного вращения аминогликозидов  

(водные растворы) 

Вещество 

Концентрация (г/л) 

20

]

[

D

α

 

Стрептомицина сульфат 30 

от -78

° до - 93° 

Канамицина моносульфат 10 от +112

° до +123° 

Канамицина сульфат 10 

от +103

° до +115° 

Гентамицина сульфат 100 

от +107

° до +121° 

Амикацина сульфат 20 

от +76

° до +84° 

 
2.3. Химические свойства 
 
Химические  свойства  аминогликозидов  обусловлены  наличием 

гликозидных  связей  (кислотный  гидролиз),  углеводных  остатков  (де-
гидратация,  приводящая  к  образованию  замещённых  фурфуролов), 
аминогрупп  (основные  свойства,  взаимодействие  с  общеалкалоидными 
реактивами, нингидрином). 

Наиболее  интересным  в  химико-аналитическом  плане  аминогли-

козидом является стрептомицин. В структуре данного вещества можно 
выделить следующие группы: 

O

NH

HO

HO

HO

CH

3

O

OH

H

3

C

O

H

HN

OH

NH

OH

HO

NH

2

NH

HN

NH

2

O

O

2

3H

2

SO

4

остатки 
гуанидина

альдегидная

группа

N-метил-L-глюкозамин

L-стрептоза

сульфат-ион

 

Остатки  гуанидина.  Данные  группы  обуславливают  сильноос-

новные свойства стрептомицина. Величина pK

BH

+ гуанидина составляет 

13,5; как основание он сравним с гидроксидами щелочных металлов. 

NH

NH

2

NH

R

+ H

2

O

NH

NH

2

NH

2

R

+ OH

 

Аминогликозиды

 

 

79

Стрептомицин  является  трёхкислотным  основанием  (две  гуниди-

новые  группы  и  вторичная  аминогруппа  в  остатке N-метил-L-
глюкозамина)  и  образует  среднюю  соль  при  взаимодействии  с  серной 
кислотой в молярном соотношении 2:3. 

Нагревание  в  щелочной  среде  приводит  к  гидролизу  гуанидино-

вых  групп.  При  этом  происходит  выделение  аммиака,  который  можно 
обнаружить  по  характерному  запаху  или  посинению  влажной  красной 
лакмусовой бумажки 

NH

NH

2

NH

R

+ 2NaOH + H

2

O

NH

2

R

+ 2Na

2

CO

3

 + 2NH

3

 

При  взаимодействии  стрептомицина  с 

α-нафтолом  и NaBrO (или 

NaClO) в щелочной среде появляется красное окрашивание. Данная ре-
акция характерна и для других производных гуанидина и называется ре-
акцией Сакагучи.  

NH

NH

2

NH

R

NaBrO

OH

+

O

N

Br

OH

NH

NH

R

 

Данную реакцию  можно проводить и без добавления гипоброми-

та. При этом образуется продукт жёлтого цвета. 

За счёт наличия гуанидиновых групп стрептомицин также взаимо-

действует с диацетилом в щелочной среде. Аналитический эффект дан-
ной реакции – появление оранжево-красного окрашивания. 

2

OH

-

O

O

CH

3

H

3

C

RNHC(NH)NH

2

диацетил

H

3

C

CH

3

O

O

H

3

C

O

N

CH

3

NH

NH

R

 

При взаимодействии стрептомицина с реактивом Вебера (раствор, 

содержащий    Na

2

[Fe(CN)

5

NO], NaOH, K

3

[Fe(CN)

6

])  появляется  красное 

окрашивание.  

Остаток L-стрептозы.  При  нагревании  стрептомицина  со  щёло-

чью  образуется  мальтол,  образующий  затем  в  кислой  среде  комплекс-
ную  соль  фиолетового  цвета  с  ионом  железа (III). Данная  реакция,  на-

 А.К. Лекции по фармацевтической химии 

 

 

80

зываемая мальтольной пробой, используется для идентификации и при 
количественном фотометрическом определении стрептомицина 

OH

-

∆

O

O

OH

CH

3

H

+

, Fe

3+

мальтол

O

OH

H

3

C

O

H

OR

1

OR

2

O

O

O

H

3

C

Fe

3

 

Альдегидная  группа.  Стрептомицин,  как  и  другие  альдегиды, 

взаимодействует  с  реагентами-окислителями  (реактивы  Толленса,  Фе-
линга,  Несслера), N-содержащими  нуклеофилами (2,4-динитрофенил-
гидразин), фенолами и т.д.  

RCHO + 2[Ag(NH

3

)

2

]OH 

→ RCOONH

4

 + 2Ag

↓ + 3NH

3

 + H

2

O 

                                                     серый 

RCHO + 2Cu(OH)

2

 + NaOH 

→ RCOONa + Cu

2

O

↓ + 3H

2

O 

                                                                    красный 

RCHO + K

2

[HgI

4

]+ 3KOH 

→ RCOOK + Hg↓ + 4KI + 2H

2

O 

                                                  чёрный 

R C

O

H

+

+ H

2

O

N

NO

2

O

2

N

NH

2

H

N

NO

2

O

2

N

N

H

R

жёлтый

 

R C

O

H

+

OH

2

[O]

-2H

2

O

O

OH R

OH

OH

OH

вишнёво-красный

 

Остаток N-метил-L-глюкозамина.  За  счёт  наличия  данного  уг-

леводного  остатка  стрептомицин  взаимодействует  с  ацетилацетоном  в 
щелочной среде и п-диметиламинобензальдегидом. Аналитическим эф-
фектом данных реакций является появление розового окрашивания. 

Сульфат-ион.  Как  и  все  сульфаты  стрептомицина  сульфат  и 

сульфаты  других  аминогликозидов  взаимодействуют  с  растворимыми 
солями бария с образованием сульфата бария – осадка белого цвета, не-
растворимого  в  растворах  кислот  и  щелочей.  Данная  реакция  может 
быть использована как для идентификации сульфатов аминогликозидов, 
так  и  для  их  количественного  определения  (сульфатометрическое  тит-
рование).