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Alt 07.10.2017, 22:49   #1   Druckbare Version zeigen
DIW93 Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 3
Säurestabilität von Penicillin G & V

Hallo,

Mich würde gerne interessieren weshalb Penicillin G & V so unterschiedlich stark auf Säuren reagieren.

Penicillin G (Benzylpenicillin) ist säurelabil, daher wird es nicht oral, sondern nur parenteral verabreicht. Die Magensäure würde es hydrolisieren, die Spaltprodukte sind: Phenylessigsäure + der Valin-Cystein-Rest, der die Beta-Lactam-Struktur beinhaltet.

Penicillin V (Phenoxymethylpenicillin) hingegen ist nicht säurelabil, weshalb es oral eingesetzt wird.

Meine Frage lautet nun, weshalb Penicillin V in Gegenwart der Magensäure nicht hydrolisiert wird.

Der einzige Hinweis/Unterschied liegt lediglich in der Phenylether Struktur, die im Penicillin G nicht vorhanden ist. Jedoch wird doch sowieso nicht an dieser Stelle hydrolisiert, sondern am nicht-zyklischen Amid und ich erkenne keinen Hinweis, dass die Etherstruktur die Amidstruktur stabilisiert. Weder mesomere Effekte, noch ausreichende induktive Effekte kann ich hier erkennen. Habe ich vielleicht etwas übersehen?

Würde mich sehr für Antworten freuen, vielen Dank im Vorraus
DIW93 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 08.10.2017, 09:49   #2   Druckbare Version zeigen
chemiewolf Männlich
Mitglied
Beiträge: 21.475
AW: Säurestabilität von Penicillin G & V

wenn die Carbonylgruppe der Phenoxyessigsäure protoniert wird, kann sie eine intramolekulare H-Brücke zum Ethersauerstoff bilden. Dann reicht die Nukleophilie des Wassers ofensichtlich nicht aus, es schnell genug zu hydrolisieren, so dass es den Magen passieren kann. Die Entdeckung, dass es relativ säurestabil ist, war eine zufällige.
__________________
The State Senate of Illinois yesterday abandoned its Committee on Efficiency and Economy for reasons of 'efficiency and economy'.
De Moines Tribune, 6 February 1955
einfach mal eine Fanta trinken
chemiewolf ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 08.10.2017, 09:55   #3   Druckbare Version zeigen
HNIW Männlich
Mitglied
Beiträge: 3.589
AW: Säurestabilität von Penicillin G & V

Der Grund ist, weil dadurch die Elektronendichte der Carbonylgruppe vermindert wird. Die Carbonylgruppe wirkt nämlich bei der Hydrolyse als Nucleophil und greift am Carbonyl-Kohlenstoff der Lactam-Carbonylgruppe an, wodurch der Ring geöffnet wird (eine 5-Ring-Lacton-Struktur wird dabei gebildet).
Man kann Benzylpenicillin also "stabilisieren", indem man in diesem Molekülfragment Elektronendichte durch elektronenziehende Substituenten am alpha-C-Atom abführt.
Z.B. auch durch eine Carboxylgruppe, wie im Carbenicillin.
https://en.wikipedia.org/wiki/Carbenicillin

Oder durch eine Aminogruppe: https://de.wikipedia.org/wiki/Ampicillin
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"Erfahrung heißt gar nichts. Man kann seine Sache auch 35 Jahre schlecht machen."
Kurt Tucholsky

"Nur wenige wissen, wie viel man wissen muss, um zu wissen, wie wenig man weiß."
Werner Heisenberg

Geändert von HNIW (08.10.2017 um 10:08 Uhr)
HNIW ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 08.10.2017, 10:35   #4   Druckbare Version zeigen
HNIW Männlich
Mitglied
Beiträge: 3.589
AW: Säurestabilität von Penicillin G & V

Zitat:
Zitat von DIW93 Beitrag anzeigen
Penicillin G (Benzylpenicillin) ist säurelabil .... die Spaltprodukte sind: Phenylessigsäure + der Valin-Cystein-Rest, der die Beta-Lactam-Struktur beinhaltet.
Steht das irgendwo? Der beta-Lactam-Ring dürfte deutlich reaktiver sein, als das "normale" Amid, bei einer klassischen sauren Amidhydrolyse sollte also bevorzugt dieser Ring aufgehen, bevor das zweite Amidfragment hydrolysiert. Deshalb frage ich mich, ob das alpha-Amino-beta-Lactam-Fragment (von dem oben die Rede ist) überhaupt gebildet wird, welches dann nämlich übrig bleiben müsste.
__________________
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HNIW ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 08.10.2017, 13:58   #5   Druckbare Version zeigen
DIW93 Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 3
AW: Säurestabilität von Penicillin G & V

Erstmal danke für die Antworten, ich bin dem Ganzen nun deutlich näher gekommen.

Zitat:
Zitat von chemiewolf Beitrag anzeigen
wenn die Carbonylgruppe der Phenoxyessigsäure protoniert wird, kann sie eine intramolekulare H-Brücke zum Ethersauerstoff bilden. Dann reicht die Nukleophilie des Wassers ofensichtlich nicht aus, es schnell genug zu hydrolisieren, so dass es den Magen passieren kann. Die Entdeckung, dass es relativ säurestabil ist, war eine zufällige.
Daran hatte ich überhaupt nicht gedacht, aber die Begründung ist super, damit lässt sich die Säurestabilität auf jeden Fall erklären!


Zitat:
Zitat von HNIW Beitrag anzeigen
Steht das irgendwo? Der beta-Lactam-Ring dürfte deutlich reaktiver sein, als das "normale" Amid, bei einer klassischen sauren Amidhydrolyse sollte also bevorzugt dieser Ring aufgehen, bevor das zweite Amidfragment hydrolysiert. Deshalb frage ich mich, ob das alpha-Amino-beta-Lactam-Fragment (von dem oben die Rede ist) überhaupt gebildet wird, welches dann nämlich übrig bleiben müsste.
Tut mir Leid, mein Fehler. Die oben genannten Spaltprodukte entstehen bei der enzymatischen Spaltung von penicillin G acylase (PGA). Bei Säureeinwirkung kommt es wie du bereits weiter oben erwähnt hattest tatsächlich zur Spaltung des beta-Lactam-Rings durch intramolekularen Angriff des Carbonyl-Sauerstoffs des Amids am Carbonyl-Kohlenstoff des beta-Lactam-Rings. Durch mehrere intramolekulare Reaktionen entsteht dann bei pH 0-2 die Penillsäure.
Danke für die Korrektur
DIW93 ist offline   Mit Zitat antworten
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Stichworte
hydrolyse, penicillin, stabilität

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