エルタペネムナトリウム（CAS番号：33-13-7）の物理的および化学的性質
エルタペネムナトリウム
幅広いスペクトルを持つカルバペネム系抗生物質エルタペネムのモノナトリウム塩。通常は原薬供給、製剤開発および分析用途のための結晶性粉末として供給される。
| CAS番号 | 33-13-7 |
| ファミリー | カルバペネム系（ナトリウム塩） |
| 典型的な形態 | 粉末または結晶性固体 |
| 一般的な規格 | BP、EP |
エルタペネムナトリウムは、カルバペネム系抗生物質であるエルタペネムのモノナトリウム塩であり、1-ベータ-メチルカルバペネム骨格に属する。塩の経験的組成は\(\ce{C22H24N3NaO7S}\)であり、化学構造は二環性ベータラクタム／アザビシクリックコアが置換ピロリジンおよびチオエーテルで連結されたパラ-カルボキサミドベンゾイル側鎖に融合している。重要な極性官能基としては、カルボキシラート（塩中ではナトリウムカルボキシラート）、複数のカルボニル（アミドおよびケトン）、第二級アルコール、ならびにアミドおよび複素環に関連する複数の水素結合供与体および受容体が含まれる。分子は生物活性に不可欠な6つの立体中心を有している。
ベータラクタム抗生物質のナトリウム塩として、エルタペネムナトリウムは強く極性を持ち、水性媒体中で容易にイオン化して陰イオン性のエルタペネム種およびナトリウム対イオンを生成する。このイオン化により、遊離酸と比較して水溶性が著しく向上する。高いトポロジカル極性表面積（TPSA）および水素結合供与体・受容体数は、分子量が類似の中性小分子と比較し、受動膜透過性が低く、内因性脂溶性が低いことを示す。化学的には、ベータラクタム環が主要な反応性部位であり、求核攻撃（加水分解）およびベータラクタマーゼによる酵素的切断に感受性があるが、エルタペネムは多くの拡大スペクトラムベータラクタマーゼを含む広範なサブセットの加水分解に対して耐性を示す。ベータラクタムは一般に強酸性または強塩基性条件下で加水分解されやすく、環開裂およびその後の分解を受ける。
エルタペネムナトリウムは確立された注射用抗菌剤であり、臨床ではナトリウム塩として静脈内および筋肉内投与に用いられる。塩形は溶液安定性および医薬品製剤での取扱い性を最適化するために選択されている。一般的な市販規格にはBP、EPが含まれる。
基本的な物理的性質
ナトリウム塩形は溶液中で双性イオン／イオン対挙動を示す：供給される分子はカルボキシラート陰イオンに結合したナトリウムカウンターイオンを含む。製剤および分析作業に有用な理化学パラメーターには以下の計算された記述子と数値が含まれ（値はそのまま掲載）：
- 分子量：\(497.5\ \mathrm{g}\,\mathrm{mol}^{-1}\)。
- 正確質量／単一同位体質量：\(497.12326557\ \mathrm{Da}\)。
- トポロジカル極性表面積（TPSA）：\(184\ \text{\AA}^2\)。
- 重原子数：34。
- 形式的（正味）電荷：0（塩形全体として中性）。
- 定義された立体中心数：6。
- 複雑度：900。
- 水素結合供与体数：4。
- 水素結合受容体数：9。
- 回転可能結合数：7。
これらの値は、多数の極性官能基を持ち、内因性脂溶性が低い大型の強極性抗生物質分子であることを示しており、これらのパラメーターは注射投与および細胞外液を中心とした分布と整合的である。
溶解度および水和
エルタペネムナトリウムは水溶性塩形であり、水性媒体中で陰イオン性薬物種とナトリウムイオンに解離する。ナトリウムカルボキシラートはプロトン化酸型と比較して水溶性を劇的に向上させる。実際には、この塩形は注射用水溶液や再構成溶液の調製に用いられるが、溶解度はpH、イオン強度および製剤中の対イオン含量に依存する。現在のデータセットには、特定の実験的に確立された数値的溶解度または水和状態のデータはない。
熱安定性および分解
熱分解開始点や明確な融点・沸点に関する実験的確定値は現在のデータには存在しない。関連するベータラクタム系抗生物質と同様に、実務的に懸念される分解経路としてはベータラクタム環の加水分解、過酷条件下での脱カルボキシル化、酸化または熱による側鎖分解が含まれる。製剤および保管は通常、効力保持のため熱および湿気への暴露を最小限に抑えるように設計されている。
化学的性質
錯体形成および配位
この塩は複数のルイス塩基性酸素（カルボニル、カルボキシラート）およびチオエーテル硫黄を含む。陰イオン性カルボキシラートおよび近接するカルボニル基は溶液中の金属カチオンへの配位に関与しうる。製剤中の水性系ではナトリウム対イオンが主要な配位金属イオンであるが、二価遷移金属とのキレートや非共有結合的結合が起こることもあり、これが分解（例：金属触媒による加水分解または酸化）を促進する可能性がある。製剤観点からは、金属不純物の管理および相性の良い添加剤の選択により、金属媒介反応性の可能性を減少させることが重要である。
反応性および安定性
エルタペネムナトリウムは抗菌活性を付与する反応性ベータラクタム官能基を保持し、化学反応性の多くもこれに依存する。薬理学的説明には、エルタペネムがペニシリナーゼ、セフェム加水分解酵素および一部の拡大スペクトラムベータラクタマーゼを含む多様なベータラクタマーゼによる加水分解に耐性を示すと記載されている。この耐性はカルバペネムコアおよび側鎖置換の構造的性質である。化学的には、分子はベータラクタムのカルボニルへの求核攻撃（強酸・強塩基条件での加水分解）および複雑なベータラクタムに共通する分解経路（環開裂、強条件下での立体中心のエピメリゼーション、感受性のある側鎖の酸化）に感受性である。pH管理、求核性不純物の回避、低温保管が一般的な保存寿命延長策である。
分子パラメーター
分子量と組成
- 分子式：\(\ce{C22H24N3NaO7S}\)。
- 分子量：\(497.5\ \mathrm{g}\,\mathrm{mol}^{-1}\)。
- 正確質量（単一同位体）：\(497.12326557\ \mathrm{Da}\)。
- 重原子数：34。
- 定義された立体中心数：6。
これらのパラメーターは、比較的大型で高機能化された抗生物質分子であり、製剤の考慮事項は極性および立体化学的純度が主に支配的であることを反映している。
LogPおよびイオン化状態
現在のデータ状況では、分配係数（logPまたはlogD）の実験的に確立された値はありません。定性的には、ナトリウム塩は高極性であり、logPは低いと予想されます。水溶液中では主にイオン化したカルボキシラートが\(\ce{Na+}\)と対になって存在し、高い水溶性と中性の小分子に比べて受動的膜透過性が低いことが特徴です。
識別子および同義語
登録番号およびコード
- CAS番号: 33-13-7
- European Community（EC）番号: 836-232-1
- KEGG ID: D04049
- NCI Thesaurusコード: C61753
- RXCUI: 353107
- InChI:
InChI=1S/C22H25N3O7S.Na/c1-9-16-15(10(2)26)20(28)25(16)17(22(31)32)18(9)33-13-7-14(23-8-13)19(27)24-12-5-3-4-11(6-12)21(29)30;/h3-6,9-10,13-16,23,26H,7-8H2,1-2H3,(H,24,27)(H,29,30)(H,31,32);/q;+1/p-1/t9-,10-,13+,14+,15-,16-;/m1./s1 - InChIKey:
ZXNAQFZBWUNWJM-HRXMHBOMSA-M - SMILES:
C[C@@H]1[C@@H]2[C@H](C(=O)N2C(=C1S[C@H]3C[C@H](NC3)C(=O)NC4=CC=CC(=C4)C(=O)[O-])C(=O)O)[C@@H](C)O.[Na+]
（識別子は記録された通りに表示されており、構造識別子はインラインコードとして提供されています。）
同義語および構造名
一般的な同義語および提出者指定名には以下が含まれます：Ertapenem sodium; MK-0826; Ertapenem sodium salt; L-749345; Invanz; Ertapenem sodium（USAN）。計算されたIUPAC名は「sodium 3-[[(2S,4S)-4-[[(4R,5S,6S)-2-カルボキシ-6-[(1R)-1-ヒドロキシエチル]-4-メチル-7-オキソ-1-アザビシクロ[3.2.0]ヘプト-2-エン-3-イル]スルファニル]ピロリジン-2-カルボニル]アミノ]ベンゾエート」と記録されています。
親化合物および構成関係：活性部分はエルタペネム（親物質）であり、ナトリウムは塩形態の対イオンです。
工業的および商業的用途
塩形態または添加剤としての使用
ナトリウム塩は注射剤製剤を可能にする製薬形態として使用されます：対イオンは水溶性を高め、無菌注射液もしくは凍結乾燥製品の製造を容易にします。塩形態は再構成液のpHにも影響を及ぼし、一般的な注射剤用賦形剤や希釈剤との適合性に影響することがあります。製剤開発においてナトリウム塩は溶解度、安定性および注射時の忍容性のバランスをとるために選択されます。
代表的な使用例
Ertapenem sodiumは主に全身性抗菌剤として使用され、腹腔内感染症、市中肺炎、急性婦人科感染症、糖尿病性足部の皮膚・軟部組織感染症、および適応がある場合には選択的結腸直腸外科手術後の手術部位感染症予防に用いられます。広範囲の殺菌活性と多くのβ-ラクタマーゼに対する相対的な耐性により、静脈内投与療法が必要な病院や臨床の現場で有用です。
これら臨床用途以外の簡潔な応用概要が非臨床の工業的選択のために必要な場合、現在のデータでは追加の具体的な商業用途はありません。実際のところ、製剤選択および調達は上記の溶解性、安定性および薬物動態要求に基づいています。
安全性および取扱い概要
毒性学的考慮事項
Ertapenem sodiumは薬理作用と臨床毒性が文書化された抗菌剤です。職業曝露においては感作および呼吸器アレルギーのリスクが強調されています：物質は呼吸器感作リスク（GHSコード H334：吸入時にアレルギーまたは喘息症状や呼吸困難を引き起こす可能性あり）と関連づけられています。環境毒性コードは水生生物に対して高い急性毒性（H400）および長期の水生環境有害性（H411）を示します。その他の臨床上の考慮点としては、通常フローラの変化の可能性およびβ-ラクタム系特有の稀な過敏症反応があります。限られたデータでは、母乳中への移行は低く、ほとんどの授乳児において有害事象を引き起こさない濃度と推定されています。
危険注記に伴う予防指針として、吸入および環境への放出を最小限に抑え、粉塵・エアロゾルには適切な呼吸保護具を使用し、水生環境の汚染を防止することが推奨されています。詳細な毒性学的エンドポイント、用量依存効果、および臨床禁忌については製品固有の毒性学文献や規制表示をご参照ください。
保管および取扱い指針
強力な抗生物質粉末および塩類の取扱いには一般的な注意が必要です：粉塵発生の最小化、吸入および皮膚接触の回避、適切な工学的管理策（局所排気、粉末封じ込め）および個人用保護具（手袋、眼保護具、粉塵が空中に飛散する可能性がある場合の呼吸保護具）を使用してください。呼吸器感作のリスクを考慮し、既知のβ-ラクタムアレルギーを持つ者は取扱いを避けるべきです。
β-ラクタムの分解を加速させる水分や極端な温度・pHへの曝露を制限するため、管理された環境で保管してください。包装は水分の侵入および金属イオンまたは求核剤による汚染を防ぐ必要があります。詳細な危険性情報、輸送および規制に関しては製品固有の安全データシート（SDS）および現地法規をご参照ください。
