喹诺酮类药物的研究进展

摘要：喹诺酮类药物是人工合成的抗菌药，很多药物都具有1~2个手性中心，且有些对映体呈现不同的药理学的、毒理学的、药效学的特性。本文对近几年喹诺酮类的药物手性的拆分与定量进行了研究，为临床上研究喹诺酮类的药物提供了一系列参考依据。

关键词：手性；喹诺酮；拆分；氧氟沙星；进展

中图分类号：R917文献标志码：A

Progress on the Research of Pharmaceuticals of Quinolones

ZENG Huan-jun1，WANG Huai-sheng2

(1.Department of Surgery ,Rongchang County People Hospital,Chongqing 400020,China;2.Department of Pharmacy,Tonhgliang County People Hospital ,Chongqing 402560,China)

Abstract：Quinolones are synthetic antibacterial agents. many quinolones have one or two chiral centers and some of enantiomers show different feature in pharmacology, toxicology and pharmacodynamics. In this paper, chiral separation and determination of quinolones about recent years were reviewed for providing some reference in the research of quinolones.

Key words：Ofloxacin；Quinolone； Resolution;progress; Chiral

喹诺酮类药物（Quinolones）在临床上又称为吡啶酮酸类或吡酮酸类，属于人工合成类的抗菌药物。自1962年出现人工合成的第一个喹诺酮类的药物吡咯酸（Piromidic Acid）和萘啶酸（Nalidixic Acid）以来，喹诺酮类的药物发展极为迅速，其共分为四代药物，按照药物的开发年代以及药物的化学结构、临床应用和抗菌作用[1]等将其分为以下，见表1。从喹诺酮类药物的第三代开始，就有很多结构中具有1~2个手性中心，有些对映体呈现不同的药理学的、毒理学的、药效学的特性[2]。如S-（－）-氧氟沙星的抗菌活性是R-（+）-氧氟沙星的8～128倍，同时也是（±）-氧氟沙星的2倍[3]。本文综述了近几年喹诺酮类药物手性拆分及定量的研究进展。

1毛细管电泳（CE）

针对各种的手性药物的分析对象是毛细管电泳的手性拆分的重点，选择合适的毛细血管的电泳分离模式与合适的手性试剂。其中在手性分离中应用最广泛的是以环糊精为主要手性选择剂的手性分离，衍生化改造可以改变环糊精的溶解性和手性选择性，目前医学上有О－甲基环糊精、羟丙基环糊精、羟乙基环糊精、О－甲基环糊精等一系列的手性选择剂，手性选择是因为疏水性空腔的环糊精对手性化合物疏水部分的包合和空腔边缘的羟基和具有氢键的极性基团相互作用。蛋白质、冠醚化合物、大环抗生素、多糖类化合物等物质也可以作为常用的手性选择剂。药物的手性不同，所需的手性选择剂也不一样。所以药物与选择剂相互配合类才能进行分析。Theo de Boer[6]等人在将尿中的氧氟沙星消旋体解离时将α－环糊精、γ－环糊精和硫酸－β－环糊精（S－β－CD）毛细管电泳、β－环糊精等物质作为手性选择剂，实验表明，与羟丙基－β－环糊精相比，S－β－CD 能解离氧氟沙星异构体的效果更好。其他的手性选择剂则无法解离氧氟沙星异构体。Xiaofeng Zhu[7]等人通过毛细管电泳（ACE）亲和的方法来将氧氟沙星解离，手性选择剂为人和牛的血清白蛋白，实验结果为：人血清白蛋白无法解离氧氟沙星，只有牛血清白蛋白能解离氧氟沙星。近期临床上常用的解离氧氟沙星异构体的方法为毛细管电色谱（CEC）法，也可以解释为采用开管分子印迹聚合物（OT-MIP）毛细管柱[8]的毛细管电色谱。Hanwen Sun等[9]用基于电化学发光法的CE法完成了人尿液中丁卡因、脯氨酸、依诺沙星的同时测定。

2手性配体交换色谱法（CLEC）

为使实验效果明显，交换色谱实验中要用到交换试剂，其中，金属离子（如Cu、Cd、Zn、Ni等）与氨基酸及其衍生物[10]（如L-脯氨酸、N-十二酰基-L-脯氨酸、L-苯丙氨酸等）结合后的配合物是最常用的指示剂，这种配合物与底物消旋体反应生成易解离的非对映异构体复合物。由于铜离子能够与大多数的配位体反应生成三元化合物，且这种化合物不仅性质稳定，还具有立体选择性，因此在选择金属离子时经常选用铜离子。Hongyuan Yan[12]等人为分离R-对映体和左氧氟沙星，用配合离子硫酸铜和配合剂L-白氨酸相互反应，最终试验成功，并测量出了左氧氟沙星的纯度。Arai[13]等人也用铜离子L-苯丙氨酸通过ODS柱上成功地将氧氟沙星分离，并研究了可能影响其解离度的各种因素，包括、配体性质、浓度、流动相pH值实验同时研究了以其他药物（苯甘氨酸）替代苯丙氨酸是对解离是否有影响。通过实验得出：在浓度为6 mmL-苯丙氨酸和浓度为3 mm铜离子作用下，氧氟沙星可以成功解离出来。且苯丙氨酸换成另外两种时不能分离氧氟沙星。目前也有在手性配体交换反应基础上发展起来的萃取分离氧氟沙星对映体。2006年，在含有铜离子和N-n-十二烷基-L-脯氨酸手性配体的乳状液膜体系中成功的手性萃取分离了氧氟沙星对映体[14]。Yan H等[15]等以离子配体色谱法对左氧氟沙星进行了快速的手性分离和杂质测定。

3手性衍生化色谱法（CDR）与其他方法

手性衍生化法首先是将对映体用手性试剂衍生，对衍生产生的非对映体后进行解离测定，解离方法为常用的HPLC法。邻苯二醛-手性硫醇、异硫氰酸酯、手性胺类等物质是常用的衍生化试剂。在酸酐等介质的作用下，通过羧酸与胺类衍生化试剂反应能够生成氟喹诺酮类化合物。Lehr[16]等人通过手性衍生化实验生成氧氟沙星的L-亮氨酰胺衍生物。反应原理为：常温下，氧氟沙星与二苯磷酰氯类物质反应生成混合酸酐，再与L-亮氨酰胺反应生成非对映异构体，最后将异构体解离，方法为ODS柱法，这时的非对映异构体可以进行基线分离。Machida[17]等人也通过类似的试验方法将加替沙星分离出来，指示剂为L-亮氨酰胺。Foster[18]等人为解离洛美沙星，指示剂是萘乙基异氰酸酯（NEIC）。此衍生化试剂可以和洛美沙星的嗪环7位哌嗪环上的仲胺基反应，将反应产生的成非对映异构体解离，结果未达到预期的效果（R=1.13）。他们用指示剂L-亮氨酰胺来分离洛美沙星，结果实验失败，他们猜测未成功的原因是洛美沙星的手性中心和反应的羧酸基团相隔太远，所以不能被分离。J. M. JURADO等[19]利用偏最小二乘与神经网络法方式同时对尿液中的左氧氟沙星、加雷沙星与格帕沙星进行了荧光定量，证明回归神经网络模型是尿液中三种喹诺酮类药物最好的定量方法。Ramakrishna Nirog[20]则以基于Chiralpak AD-H柱直链淀粉柱，以正己烷-乙醇-二乙胺（85∶15∶0.1% v/v)作为流动相，对加替沙星对映体进行了成功分离，保留时间和峰的相对标准偏差分别为0.2%和0.4%，样品和流动相中的加替沙星至少48 h稳定。

4结论

高效液相色谱是分离手性化合物的有效技术，可利用手性流动相、非对映体衍生化和手性固定相等方法来分离具有手性的喹诺酮类药物。如Xiaojie Sun[21]等就用手性固定相法分离了氧氟沙星对映体，用的是手性OD-H柱，虽然分离度只有1.38，但是拆分时间仅有了20 min。Hyun M H等分别用两种冠醚类手性固定相分离了吉米沙星，一种手性固定相是由（+）-（-18-冠-6）-2,3,11,12-四羧酸键合到氨丙基硅胶上形成，另一种手性固定相是把（+）-（-18-冠-6）-2,3,11,12-四羧酸涂布在C18上制成的，都能用来分离吉米沙星。喹诺酮类药的定量分析技术也在不断进步，Pei-ting Zhang等 用 HPLC-DAD法同时测定了吴茱萸中柠檬苦素，两个indolequinazoline生物碱，和四个喹诺酮类生物碱的含量。Lara FJ等则以在线离子交换固相萃取-液相色谱法分析了自来水和人尿液中喹诺酮类药物的含量。对自来水可以再20 min内分析11种喹诺酮类药物，检测限达7~110 ng/L；而对尿液样品可以只用水稀释，就可以使9种喹诺酮类药物的测定灵敏度达到测定要求；回收率达到94%~109%表明水稀释尿液后期基质效应可以忽略，这表明良好的样品前处理方法的重要性。随着分离技术的不断进步，相信以后会出现更多更快更便捷的分离方法来分离和分析喹诺酮类的手性药物，以便于喹诺酮类的手性药物的深入研究。

参考文献：

[1]戴德银,郁杰,黄成斌.喹诺酮类抗菌药物的分类、药效及临床应用[J].成都医药.2003,29（5）:307-309.

[2]S,Hara,K.Koga,K.Shudo.Molecular Chirality,KagaKudojin,Kyoto,1993.

[3]I,Morrissey,K.Hoshino,K.Sato,A.Yoshida,I.Hayakawa,M.G.Bure-s,L.L.Shen,Antimicrob.Agents Chemother.1996,40:1775.

[4]Livemore DM,Winstanley TG,Shannon KP.Interpretative reading:recognizing the unusual and inferring resistance mechanisms from resistance phenotypes[J].J Antimicrob Chemother.2001,48（1）:87.

[5]副岛林造,王华.洛美沙星[J].国外医药:抗生素分册.1993,14（6）:444-446.

[6]Theo de Boer,Roelof Mol,Rokus A.de Zeeuw,et al.Enantioseparation of ofloxacin in urine by capillary electrokinetic chromatography using charged cyclodextrins as chiral selectors and assessment of enantioconversion[J].Electrophoresis.2001,22,1413-1418.

[7]Xiaofeng Zhu,Yongsheng Ding,Bingcheng Lin,et al.Bernhard Koppenhoefer.Study of enantioselective interactions between chiral drugs and serum albumin by capillary electrophoresis[J].Electrophoresis,1999,20:1869-1877.

[8]Shabi Abbas Zaidi,Kyoung Moon Han,Sung Soon Kim,et al. Won Jo Cheong.Open tubular layer of S-ofloxacin imprinted polymer fabricated in silica capillary for chiral CEC[J].J.Sep Sci,2009,32:996-1001.

[9]Shanshan Zhou,Jin Ouyang,Willy R.G.Baeyens,Huichun Zhao,Yiping Yang.Chiral separation of four fluoroquinolone compounds using capillary electrophoresis with hydroxypropyl－β－cyclodextrin as chiral selector[J].Journal of Chromatography A,2006,1130:296-301.

[10]Lou Ann Cruz,Rex Hall.Enantiomeric purity assay of moxifloxacin hydrochloride by capillary electrophoresis[J].Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis.2005,38:8-13.

[11]Hanwen Sun1, Ming Su, and Liqing Li. Simultaneous Determination of Tetracaine, Proline, andEnoxacin in Human Urine by CE with ECL Detection[J].Journal of Chromatographic Science,48（1）:49-54

[12]Hongyuan Yan,Kyung Ho Row.Rapid chiral separation and impurity determination of levofloxacin by ligand-exchange chromatography[J].Analytica Chimica Acta.2007,584:160-165.

[13]Arai T,Nimura N,Kinoshita T.Investigation of enantioselective ofloxacin-albumin binding and displacement interactions using capillary affinity zone electrophoresis[J].Biomed Chromatogr.1995,9（2）:68-74.

[14]彭霞辉,黄可龙,于金刚等.乳状液膜手性萃取分离氧氟沙星外消旋体[J].中南大学学报（自然科学版）.2006,37（3）:527-531.

[15] Yan H,Row KH. Rapid chiral separation and impurity determination of levofloxacin by ligand-exchange chromatography[J]. Anal Chim Acta, 2007, 584(1):160-165.

[16]Lehr K H,Damm P.Quantification of the enantiomers of ofloxacin in biological fluids by high-performance liquid chromatography[J].J Chromatogr,1988,425（2）:153-161.

[17]Machida M,Izawa S,Hori W,et al.Pharmacokinetics of gatifloxacin,a new quinolone,and its enantiomers:II.Enantioselective method for the determination of gatifloxacin and its application to pharmacokinetic studies in animals[J].Nihon Kagahu Ryoho Gakkai Zasshi,1999,47（2）:124-130.

[18]Robert T.Foster,RobertA.Carr,Franco M.Pasutto,et al.Longstreth.Stereospecific high-performance chromatographic assay of lomefloxacin in human plasma [J].Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis.1995,13:1243-1248.

[19]J. M. JURADO,J. A. OCA A. Fluorometric Determination of Mixtures of Quinolones by Means of Partial Least Squares and Neural Networks[J]. Analytical Sci ence ,2007 ,23(3):337-341.

[22]Ramakrishna Nirogi, Srinivasulu Kota, Saritha Vennila,et al. High-Performance Liquid Chromatographic Method For The Separation of Enantiomeric Gatifloxacin[J]. Journal of Chromatographic Science, 2010,48(2):100-103.

[21]Xiaojie Sun,Di Wu,Bing Shao,et al.High-Performance Liquid-Chromatographic Separation of Ofloxacin Using a Chiral Stationary Phase[J].ANALYTICAL SCIENCES JULY.2009,25(7):931-933.编辑/肖慧