Azithromycin
Übersicht
Beschreibung
Azithromycin is a broad-spectrum macrolide antibiotic used to treat a variety of bacterial infections. It was discovered in the 1980s by the pharmaceutical company Pliva in Croatia and approved for medical use in 1988 . This compound is known for its long half-life and high tissue penetration, making it effective against respiratory, enteric, and genitourinary infections .
Wissenschaftliche Forschungsanwendungen
Azithromycin hat eine breite Palette an wissenschaftlichen Forschungsanwendungen in Chemie, Biologie, Medizin und Industrie. Es wird zur Behandlung bakterieller Infektionen verwendet, darunter Atemwegs-, Haut- und sexuell übertragbare Infektionen . In den letzten Jahren wurde this compound hinsichtlich seiner möglichen Verwendung bei der Behandlung von COVID-19 untersucht, obwohl weitere Forschung erforderlich ist, um seine Wirksamkeit zu bestätigen . Darüber hinaus wurden this compound-beladene Mikroemulsionen für die Behandlung bakterieller Hautinfektionen entwickelt, die eine verlängerte Freisetzung und Anreicherung in der Haut zeigen .
5. Wirkmechanismus
This compound entfaltet seine Wirkung, indem es an die 50S-Untereinheit bakterieller Ribosomen bindet, wodurch Transpeptidierung, Translokation und Kettenverlängerung gehemmt werden, was letztendlich zur Hemmung der bakteriellen Proteinsynthese führt . Dieser Mechanismus ermöglicht es this compound, gegen eine Vielzahl von Mikroorganismen zu wirken, darunter grampositive und gramnegative Bakterien .
Wirkmechanismus
Azithromycin is a broad-spectrum macrolide antibiotic with a high degree of tissue penetration . It is primarily used for the treatment of respiratory, enteric, and genitourinary infections .
Target of Action
This compound’s primary target is the 23S rRNA of the bacterial 50S ribosomal subunit . This component plays a crucial role in bacterial protein synthesis.
Mode of Action
This compound binds to the 23S rRNA of the bacterial 50S ribosomal subunit . This binding inhibits the transpeptidation/translocation step of protein synthesis and prevents the assembly of the 50S ribosomal subunit . As a result, it stops bacterial protein synthesis, leading to the inhibition of bacterial growth and multiplication .
Biochemical Pathways
This compound disrupts crucial biochemical pathways by binding to specific targets, thereby preventing cell growth and, in the case of bactericidal agents, causing cell death . It inhibits bacterial protein synthesis, quorum-sensing, and reduces the formation of biofilm .
Pharmacokinetics
This compound has a long half-life and a high degree of tissue penetration . Approximately 37% of a single oral dose of 500 mg is bioavailable, producing a peak serum concentration of 0.4 mg/l . It is carried to the site of infection by human phagocytic cells . Biliary excretion of this compound, primarily as unchanged drug, is a major route of elimination .
Result of Action
The result of this compound’s action is the inhibition of bacterial growth and multiplication . By disrupting protein synthesis, it prevents the bacteria from growing and reproducing, which eventually leads to the death of susceptible bacteria .
Action Environment
This compound’s action, efficacy, and stability can be influenced by environmental factors. For instance, it has been found that higher concentrations of this compound are reported in diseased (inflamed) gingiva compared with healthy gingiva . This suggests that using a higher first dose of this compound with an acute infection, when the inflammatory response is most pronounced and phagocytic cells are likely to be most abundant, may result in increased absorption and delivery to an infection site within the first 24 hours, causing greater bacterial clearance .
Biochemische Analyse
Biochemical Properties
Azithromycin is part of the azalide subclass of macrolides, and contains a 15-membered ring, with a methyl-substituted nitrogen instead of a carbonyl group at the 9a position on the aglycone ring . This allows for the prevention of its metabolism . This compound is a weak substrate for CYP3A4, and is minimally metabolized by the enzyme .
Cellular Effects
This compound is known to have both antiviral and immunomodulatory effects . It interferes with receptor-mediated binding, viral lysosomal escape, intracellular cell-signaling pathways, and enhances type I and III interferon expression . It also disrupts immune and metabolic networks, including down-regulation of mucin production .
Molecular Mechanism
This compound works by decreasing the production of protein, thereby stopping bacterial growth . It binds to the 23S rRNA of the bacterial 50S ribosomal subunit . This inhibits protein synthesis, which is essential for bacterial replication .
Temporal Effects in Laboratory Settings
This compound is used long term for the prevention of exacerbations of bronchiectasis and COPD . The usual dose is 250mg three times a week . It has been demonstrated to maintain this compound concentrations at sites of infection and continues to be effective for several days after administration has ceased .
Dosage Effects in Animal Models
In animal models, the effects of this compound can vary with different dosages . For example, a single oral dose of 10 to 40 mg/kg provided tissue levels that were proportional to the dose in rats . Two- to 4-fold increases in tissue concentration were observed in rats after being dosed with 20 mg/kg for 7 days .
Metabolic Pathways
This compound is associated with a network of altered energy metabolism pathways and immune subsets, including T cells biased toward immunomodulatory and exhausted profiles . In vitro, this compound exposure inhibited T-cell cytotoxicity against tumor cells and impaired T-cell metabolism through glycolysis inhibition .
Transport and Distribution
This compound gains rapid and high concentration in a number of cells including polymorphonuclear leucocytes, monocytes, and macrophages . Extensive and rapid distribution from serum into the intracellular compartments is followed by rapid distribution to the tissues . Tissue concentrations exceed serum concentrations by up to 100-fold following a single this compound 500mg dose .
Subcellular Localization
This compound gains entry into cells by both passive and active transport due to its dibasic amphophilic character . It acts by inhibiting protein biosynthesis at the 50S ribosomal level . Intracellular penetration is greatest in the first 24 hours, but continues for up to 72 hours in human fibroblasts .
Vorbereitungsmethoden
Synthesewege und Reaktionsbedingungen: Azithromycin wird aus Erythromycin A durch eine Reihe chemischer Reaktionen synthetisiert. Der Prozess beinhaltet die Umwandlung von Erythromycin A in sein Oxim, gefolgt von einer Beckmann-Umlagerung, um den Aminoether von Erythromycin A zu bilden. Dieser Zwischenprodukt wird dann zu 9-Deoxo-9a-Aza-9a-Homoerythromycin reduziert, und schließlich führt eine reduktive N-Methylierung zu this compound .
Industrielle Produktionsmethoden: Die industrielle Produktion von this compound beinhaltet häufig die Heißschmelzextrusion, um amorphe Feststoffdispersionen von this compound herzustellen. Diese Methode verbessert die Löslichkeit und Geschmacksmaskierung des Arzneimittels. Die optimalen Extrusionsparameter umfassen eine Temperatur von 150 °C, eine Schneckengeschwindigkeit von 75 U/min und einen Wirkstoffanteil von 25 % .
Analyse Chemischer Reaktionen
Arten von Reaktionen: Azithromycin unterliegt verschiedenen chemischen Reaktionen, einschließlich Oxidation, Reduktion und Substitution. Zum Beispiel lagert sich bei der Oxidation das Bromidion an das freie Elektronenpaar von this compound an, wodurch ein gelbes Kupplungsprodukt entsteht .
Häufige Reagenzien und Bedingungen: Häufige Reagenzien, die bei den Reaktionen von this compound verwendet werden, umfassen Bromidionen zur Oxidation und verschiedene Lösungsmittel und Tenside für die Nanopartikelpräparation .
Hauptprodukte: Die Hauptprodukte, die aus diesen Reaktionen entstehen, umfassen this compound-Nanopartikel und amorphe Feststoffdispersionen, die die Löslichkeit und Bioverfügbarkeit des Arzneimittels verbessern .
Vergleich Mit ähnlichen Verbindungen
Azithromycin ist strukturell mit Erythromycin und Clarithromycin verwandt, beides Makrolid-Antibiotika. this compound hat einen 15-gliedrigen Ring mit einem methylsubstituierten Stickstoff, der es vom 14-gliedrigen Lactonring von Erythromycin unterscheidet . Dieser strukturelle Unterschied verleiht this compound eine längere Halbwertszeit und eine bessere Gewebsdurchdringung im Vergleich zu Erythromycin . Andere ähnliche Verbindungen umfassen Clarithromycin und Roxithromycin, die ähnliche Wirkmechanismen aufweisen, sich aber in ihren pharmakokinetischen Eigenschaften unterscheiden .
Ähnliche Verbindungen:
- Erythromycin
- Clarithromycin
- Roxithromycin
Die einzigartige Struktur und die Eigenschaften von this compound machen es zu einem wertvollen Antibiotikum mit breiten Anwendungen in der Medizin und Forschung.
Eigenschaften
Azithromycin usually is bacteriostatic, although the drug may be bactericidal in high concentrations against selected organisms. Bactericidal activity has been observed in vitro against Streptococcus pyogenes, S. pneumoniae, and Haemophilus influenzae. Azithromycin inhibits protein synthesis in susceptible organisms by penetrating the cell wall and binding to 50S ribosomal subunits, thereby inhibiting translocation of aminoacyl transfer-RNA and inhibiting polypeptide synthesis. The site of action of azithromycin appears to be the same as that of the macrolides (i.e., erythromycin, clarithromycin), clindamycin, lincomycin, and chloramphenicol. The antimicrobial activity of azithromycin is reduced at low pH. Azithromycin concentrates in phagocytes, including polymorphonuclear leukocytes, monocytes, macrophages, and fibroblasts. Penetration of the drug into phagocytic cells is necessary for activity against intracellular pathogens (e.g., Staphylococcus aureus, Legionella pneumophila, Chlamydia trachomatis, Salmonella typhi). | |
CAS-Nummer |
83905-01-5 |
Molekularformel |
C38H72N2O12 |
Molekulargewicht |
749.0 g/mol |
IUPAC-Name |
(2R,3S,4R,5R,8R,10R,11R,12S,13S,14R)-11-[4-(dimethylamino)-3-hydroxy-6-methyloxan-2-yl]oxy-2-ethyl-3,4,10-trihydroxy-13-(5-hydroxy-4-methoxy-4,6-dimethyloxan-2-yl)oxy-3,5,6,8,10,12,14-heptamethyl-1-oxa-6-azacyclopentadecan-15-one |
InChI |
InChI=1S/C38H72N2O12/c1-15-27-38(10,46)31(42)24(6)40(13)19-20(2)17-36(8,45)33(52-35-29(41)26(39(11)12)16-21(3)48-35)22(4)30(23(5)34(44)50-27)51-28-18-37(9,47-14)32(43)25(7)49-28/h20-33,35,41-43,45-46H,15-19H2,1-14H3/t20-,21?,22+,23-,24-,25?,26?,27-,28?,29?,30+,31-,32?,33-,35?,36-,37?,38-/m1/s1 |
InChI-Schlüssel |
MQTOSJVFKKJCRP-FHZDSTMTSA-N |
SMILES |
CCC1C(C(C(N(CC(CC(C(C(C(C(C(=O)O1)C)OC2CC(C(C(O2)C)O)(C)OC)C)OC3C(C(CC(O3)C)N(C)C)O)(C)O)C)C)C)O)(C)O |
Isomerische SMILES |
CC[C@@H]1[C@@]([C@@H]([C@H](N(C[C@@H](C[C@@]([C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](C(=O)O1)C)OC2CC(C(C(O2)C)O)(C)OC)C)OC3C(C(CC(O3)C)N(C)C)O)(C)O)C)C)C)O)(C)O |
Kanonische SMILES |
CCC1C(C(C(N(CC(CC(C(C(C(C(C(=O)O1)C)OC2CC(C(C(O2)C)O)(C)OC)C)OC3C(C(CC(O3)C)N(C)C)O)(C)O)C)C)C)O)(C)O |
Aussehen |
Solid powder |
Color/Form |
Amorphous solid |
melting_point |
113-115 °C White crystalline powder. mp: 126 °C. Optical rotation: -41.4 deg at 26 °C/D (c = 1 in CHCl3) /Azithromycin dihydrate/ |
83905-01-5 | |
Physikalische Beschreibung |
Solid |
Piktogramme |
Irritant; Health Hazard; Environmental Hazard |
Reinheit |
>98% (or refer to the Certificate of Analysis) |
Verwandte CAS-Nummern |
117772-70-0 (dihydrate) 121470-24-4 (monohydrate) |
Haltbarkeit |
>2 years if stored properly |
Löslichkeit |
soluble in ethanol and DSMO, minimally soluble in water 5.14e-01 g/L |
Lagerung |
Dry, dark and at 0 - 4 C for short term (days to weeks) or -20 C for long term (months to years). |
Synonyme |
Azadose Azithromycin Azithromycin Dihydrate Azithromycin Monohydrate Azitrocin Azythromycin CP 62993 CP-62993 CP62993 Dihydrate, Azithromycin Goxal Monohydrate, Azithromycin Sumamed Toraseptol Ultreon Vinzam Zentavion Zithromax Zitromax |
Dampfdruck |
2.65X10-24 mm Hg at 25 °C (est) |
Herkunft des Produkts |
United States |
Retrosynthesis Analysis
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Strategy Settings
Precursor scoring | Relevance Heuristic |
---|---|
Min. plausibility | 0.01 |
Model | Template_relevance |
Template Set | Pistachio/Bkms_metabolic/Pistachio_ringbreaker/Reaxys/Reaxys_biocatalysis |
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