carboxylic acid，又称为苄青霉素，青霉素G。 结构特点：由β-内酰胺环、四氢噻唑环和酰胺基侧链组成。青霉素类抗生素的结构母核由四元β-内 酰胺环和六元噻唑环骈合而成，两个环张力都比较大，是青霉素不稳定的因素之一，另外，青霉 素G结构中的β-内酰胺环上的N原子上的孤对电子不能和羰基共轭，因而容易受到亲核试剂的进攻 ，使得β-内酰胺环容易断裂，此为青霉素类抗生素不稳定的第二个主要因素。
第一节 β-内酰胺抗生素
思考：β-内酰胺类 抗生素的结构特点？
β-内酰胺类抗生素的基本结构母核
β-内酰胺类抗生素结构特点： 1. 都具有一个四元的β-内酰胺环； 2. 除了单环β-内酰胺以外，其他的β-内酰胺类抗生 素都是β-内酰胺环与另外的五元环或六元环稠和； 3. β-内酰胺环羰基α-C上都有一个酰胺基侧链； 4. 这些稠合环都不共平面，青霉素沿着C-5—N-1， 头孢菌素沿着C-6—N-1轴折叠。
抗生素定义
• 是某些细菌、放线菌、真菌等微生物的次级代谢 产物，或用化学方法合成的相同结构或结构修饰 物，在低浓度下对各种病原性微生物有选择性杀 灭或抑制作用的药物。
• 抑制病原菌的生长——用于治疗细菌感染性疾病； • 某些具有抗肿瘤活性——用于肿瘤的化学治疗； • 免疫抑制、刺激植物生长作用。
• 不仅用于医疗，而且还应用于农业、畜牧和食品 工业方面。
第一节 β-内酰胺抗生素
青霉素和头孢菌素 的结构特点是什么？
青霉素类抗生素的母核上有3个手性碳原子，具有活性的绝对构型是2S， 5R，6R。头孢菌素类抗生素的母核上有2个手性碳原子，具有活性的绝对 构型是6R，7R。β-内酰胺类抗菌活性不仅与母核的构型有关，而且还与酰 胺基上取代基的手性碳原子有关，旋光异构体间的活性有很大的差异。
第一节 β-内酰胺抗生素 β-Lactam Antibiotics
概述
• 主要指青霉素类和头孢菌素类。 • 1929年英国医生Fleming首先发现青霉素具有明显抑制革兰氏阳
性菌的作用；1941起，青霉素G开始应用于临床。 • 由于青霉素在使用中发现有过敏反应、耐药性、抗菌谱窄以及
性质不稳定等缺点，因此对其进行结构修饰，得到一系列耐酸、 耐酶、广谱的半合成青霉素类药物。
• 损伤细菌细胞膜：影响膜的渗透性。
─包括多黏菌素和短杆菌素
• 抑制细菌蛋白质合成：干扰必需的酶的合成。
─包括大环内酯类、氨基苷类、四环素类和氯霉素
• 抑制细菌核酸合成：阻止细胞分裂和酶的合成。
─包括利福平等
【案例导入】患者，男，高中学生，15岁。因上呼吸道感染到所在社区卫生院治 疗，医生进行过敏性实验后给予青霉素G注射治疗，患者有明显的好转。未痊愈 ，又重感，医生查看了病历后，给予头孢氨苄治疗，注射5天后不见明显好转， 遂进行痰液化验，化验结果提示有支原体感染，医生停止用头孢氨苄治疗，给予 阿奇霉素口服治疗。患者很快康复。 问题： 1.为什么青霉素G注射前需要进行过敏性试验，引起过敏的物质基础是什么？ 2. 患者重感后，为什么不继续用青霉素G治疗？细菌产生耐药性的机理是什么？ 3. 头孢氨苄与青霉素G结构有哪些重要区别？先用青霉素G，再用头孢氨苄，用 药合理吗？ 4. 支原体感染为什么口服阿奇霉素疗效更好？
β-第内一酰节胺类β-内抗酰生胺素抗生素
作用机理：β-内酰胺类抗生素通过抑制D-丙氨酰-D-丙氨酸转肽酶（黏肽转肽
酶），从而抑制细菌细胞壁的合成而发挥抗菌作用。
耐药机理：主要是某些细菌能产生一种β-内酰胺酶，这些酶能使β-内酰胺环开
环降解，失去抗菌活性。 过敏反应：过敏反应是β-内酰胺类抗生素的主要缺点之一，发生率较高。现 在任务β-内酰胺类抗生素的过敏原有外源性和内源性两种，外源性过敏原主 要来自β-内酰胺抗生素生物合成过程中残留的蛋白多肽类杂质；内源性过敏 原可能来自生产、储运、使用过程中的β-内酰胺环自身聚合的产物，主要包 括：青霉噻唑蛋白、青霉噻唑多肽和青霉噻唑聚合物等。
一、青霉素类（penicillins）
天然青霉ns）
青霉素G benzylpenicillin
代表药物
化学名：（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 ， （ 2S,5R,6R ） -3,3-Dimethyl-6- （ 2-benzylacetamido ） -7-oxo-4-thia-1-azabicyclo(3.2.0)heptane-2-
青霉素G的化学性质
强酸或二氯化汞条件：发生裂解，生成：青霉酸（penicilloic acid） 和青霉醛酸（penaldic acid）。penaldic acid不稳定，释放出二氧化碳 ，生成青霉醛（penilloaldehyde）。
来源
• 生物合成(发酵)：使微生物加快新陈代谢，产生抗生素。 • 化学全合成 • 半合成方法
通过结构改造，得到半合成抗生素： ——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
抗生素的作用机制
• 干扰细菌细胞壁合成：使细胞破裂死亡。
─包括青霉素类和头孢菌素类
一、青霉素类（penicillins）
（一）天然青霉素 从青霉素培养液和头孢菌素发酵液中得到了7种天然青霉素类物质，其中， 以青霉素G作用最强且产量最高。青霉素V是在青霉素的发酵液中加入人工 合成的前体苯氧乙酸而得到天然青霉素。在青霉素V的侧链结构中，引入 电负性的氧原子，从而阻止了侧链羰基电子向β-内酰胺环的转移，增加了 对酸的稳定性，不易被胃酸破坏可供口服。本品临床上常用其钾盐，口服 吸收率为60％，血中有效浓度维持时间也比较长。其抗菌谱、抗菌作用、 适应证、不良反应等和青霉素G相同。
章节目标
2.熟悉
大环内酯类抗生素的结 构特点；头孢霉素C、 克拉维酸、氨曲南和氯 霉素等药物的结构和临 床应用。
1.掌握
β-内酰胺类抗生素的结构类 型与特点；青霉素和头孢菌 素类抗生素的构效关系；代 表药物的结构、性质及半合 成方法
3.了解
抗生素的概念、分类、 作用机制及耐药机制； 大环内酯类、氨基糖苷 、四环素类抗生素的结 构特点。