H
OH
O
O
R NHBiblioteka HSON
H
H OH
O
Penicillins O
R NH S
H
ON H
O
A OH
Penicillins
Cephalosporins
立体结构
O
R NH
H
S
ON H
H OH
O
Penicillins
O
R NH S
H
ON H
O
A OH
Cephalosporins
O
N
O N
右图为苄青霉素钾的单晶衍射三维立体结构图像
Oxypenem
N O
• 单环的β-内酰胺
Monobactam
结构特征
• 都具有一个四元的β-内酰 胺环
• β-内酰胺环通过氮原子和 邻近的第三碳原子与第 二杂原子稠合(单环除外)
• 与氮相邻O 的碳原子连有
一的个诺R羧卡基 菌N素(具H除有外单)环结构 • β-内酰H胺环氮原S 子的3位
有一个O酰胺基N 侧链H
耐药机制
• 使抗生素分解或失去活性 • 使抗菌的作用的靶点发生改变 • 细胞特性的改变 • 细菌产生药泵将进入细胞的抗生素泵出细胞
第一节 β-内酰胺抗生素 (β-Lactam Antibiotics)
一、概述
αβ
N O
• 四个原子组成的β-内酰胺环的抗生素。
β-内酰胺环的作用
• 发挥生物活性的必需基团
HHH
N
S
O CN O HO ONa
HHH
N
S
O
OO
N
H
O
OH
青霉素钠 Benzylpenicillin Sodium
HHH
2 1N
S
6
5
O
O
C
7
N1H 2
O
ONa
• (2S,5R,6R)-3,3-二甲基-6-(2-苯乙酰氨基)-7-氧代4-硫杂-1-氮杂双环[3.2.0]庚烷-2-甲酸钠盐
• 又名：苄青霉素、青霉素G，盘尼西林
C键1桥和的C5原为子共数用用的阿叔拉碳伯原数子，称“桥头（碳原子）” 最次较字 右 位长长短零上次的 的 的（角。桥 桥桥0加）指表数示标151，,,,268出,,,并537其,,41在含,桥5数含碳接含字碳原碳原子原子一子二个三个个最全 烃后部名用碳称相原作当子为于数词环的尾上链。 短桥（键桥） 2,4 含碳原子零个
半合成抗生素
• 通过结构改造
– 增加稳定性 – 降低毒副作用 – 扩大抗菌谱 – 减少耐药性 – 改善生物利用度 – 提高治疗效力 – 改变用药途径
抗生素的分类
• 抗生素的种类繁多，结构比较复杂，分类的方 法多种多样
– 产生菌
• 以便对抗生素的产生菌种和生物学性质有所了解， • 为抗生素的生物合成及寻找新产生菌服务
• 抑制粘肽转肽酶，阻断细胞壁的形成，使细菌不能生长繁 殖。(β-内酰胺抗生素)
• 与细胞膜相互作用
• 影响膜的渗透性，对细胞具有致命的作用。(多粘菌素和短 杆菌素)
• 干扰蛋白质的合成
• 使细胞存活必需的酶不能被合成。(利福霉素，氨基苷类， 四环素类和氯霉素)
• 抑制核酸的转录和复制
• (喹诺酮类)
– 抗菌谱
• 临床应用提供基础
– 化学结构
按化学结构分类的优点
• 认识抗生素的化学特性、理化性质、稳定性 ……
• 进行结构修饰，寻找新的半合成的抗生素 • 扩大临床应用的知识
氨基糖苷类 抗生素
β-内酰胺 抗生素
抗生素 结构分类
大环内酯类 抗生素
四环素类 抗生素
抗生素杀菌作用的主要机制
• 抑制细菌细胞壁的合成
制剂
二、青霉素类:
分为：
• 天然青霉素
– 从天然发酵中得到
• 半合成青霉素
– 以6-氨基青霉烷酸(6-APA)为基本母核，引入适当
的侧链而获得的，其稳定性更好，抗菌谱更广，耐 酸、耐酶
HH
H 2N
S
CN
O
H
O
OH
（一）天然青霉素
• 青霉素G • 青霉素X • 青霉素K • 青霉素V • 青霉素 N
了解内容
非经典β-内酰胺类抗生素和β-内酰胺酶抑制剂。
重点难点
重点
典型药物：青霉素、苯唑西林钠、阿莫西林、 头孢氨苄、头孢噻肟钠、氯霉素的化学结构 或结构特点、理化性质及临床用途。
难点
典型药物的化学结构和结构特点。
• 抗生素是某些微生物的代谢产物或合成的类 似物，在小剂量的情况下能抑制微生物的生 长和存活，而对宿主不会产生严重的毒性。
桥环烃的 命名
计算桥上的碳原子时，要 把共用的碳原子除外，若 桥中间无碳原子时则称为 “键桥”以区别原子桥。
根据组成桥环烃 词头后在方括号中按由多
各数之间用下角
的环数用二环、 到少的次序用阿拉伯数字
圆点分开，以区
三环⋯⋯作为词 注明各桥所含碳原子数
别于标注位次时
头
用的逗号
三环[3.2.1.02,4]辛烷
青霉素类(Penicillins)
头孢菌素类(Cephalosporins)
XH
RC ONH
S
7
654
8 N1 2 3
A
O
COOH
X = H- or CH3COOC ephalosporins
非典型的β-内酰胺抗生素类
N O
碳青霉烯
Carbapenem
S
N O
青霉烯
Penem
O
N O
•氧青霉烷
药物化学第八章抗 生素
学习要求
掌握内容
β-内酰胺类抗生素典型药物的名称、化学结构、理化性质、 临床用途；氨基糖苷类抗生素的结构特点及其典型药物的 理化性质、临床用途；四环素类抗生素的理化性质；红霉 素及其衍生物的结构特征。
熟悉内容
β-内酰胺类抗生素的分类、基本结构、作用机制；大环内 酯类抗生素的结构特征与理化性质；四环素类抗生素的基 本结构特征。
– 在和细菌作用时， β-内酰胺环开环与细菌发生酰 化作用，抑制细菌的生长
• 分子张力比较大，使化学性质不稳定易产生开 环导致失活
β-内酰胺抗生素的分类(按结构分)
XH
RCONH
S
N O
COOH
X = -H o r -OC H 3
XH S
RCONH
N
A
O
COOH
X = -H or -OC H 3
经典 • 青霉素类(Penicillins) • 头孢菌素类(Cephalosporins)
• 在临床应用上，大多数抗生素是抑制病原菌 的生长，用于治疗大多数细菌感染性疾病。
• 除了抗感染的作用外，某些抗生素，还具有 抗肿瘤活性，用于肿瘤的化学治疗；
• 有些抗生素还具有免疫抑制和刺激植物生长 作用。所以抗生素不仅用于医疗，而且还应 用于农业、畜牧和食品工业方面。
抗生素的来源：
• 生物合成(发酵) • 化学全合成 • 半合成方法
S OO
• 稠合环不共平面 • 环上取代基的立体化学标位用α和β符号
手性碳
XH
RCONH
S
N O
COOH
XH S
RCONH
N
A
O
COOH
• 青霉素类的绝对构型：2S、5R、6R • 头孢菌素类的绝对构型：6R、7R
本节主要内容：
• 一、青霉素类 • 二、头孢菌素类 • 三、非经典的β-内酰胺抗生素及β-内酰胺酶抑