关于药物化学抗生素课件
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药物化学第八章抗生素优秀课件
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
《药物化学抗生素》PPT课件
1、两者结构特征及性质比较
均含COOH，酸性、与碱可成盐 均含内酰胺环，张力大、易水解
NH
o
五元氢化噻唑环 C6 氨基侧链R改变， 活性不同
抗菌谱窄
六元部分氢H 化噻H嗪环
RCH2CONH X H S
S
RC活C7氨O性N基不H 侧同链、及药78代NC3不NR6同改1 变25 ，34 OO
COOH
A
a
30
5、用途：G+引起的局部或全身感染 优点：安全、价廉、疗效确切 缺点：代谢快-------如何解决 不耐酸-------耐酸的青霉素 不耐酶-------耐酶的青霉素 窄 谱-------广谱的青霉素 过 敏-------皮试
a
31
1）如何解决在体内作用时间短问题 P263
与丙磺舒合用:后者可延长酸性药物的体内代谢 与胺类的碱性物成难溶性盐——
性质不稳定易发生开环导致失活。
a
18
二、分类：经典结构药物 P259
青霉素类(Penicillins)
HH
RCH2CONH
S
N O
COOH
头孢菌素(Cephalosporins)
XH
RC ONH
S
5
76
4
8 N1 2 3
A
O
COOH
X = H- or CH3COOC ephalosporins
a
19
动植物提取 大蒜中大蒜素 黄连中的黄连素 海洋鱼中的鱼素
人工合成： 半合成——阿莫西林等 全合成——氯霉素、喹诺酮类
a
3
三、抗感染药物在医药及工业领域中的地位 1、感染疾病、心脑血管疾病、消化系统疾病是
影响人类健康的三大疾病
抗生素(药物化学课件)
1928年9月15日，亚历山大·弗莱明发明了青霉素，这使他在全世 界赢得了25个名誉学位、15个城市的荣誉市民称号以及其他140 多项荣誉，其中包括诺贝尔医学奖。
图中央是青霉菌，周围是致病细菌。距青霉菌最远 的细菌个大、色浓，活力十足；距青霉菌较近的细 菌个较小、色较浅，活力较差；而最接近青霉菌的 细菌个最小、色发白，显然已经死亡
HH
S
N
H
N
N
OO
COOH
SN NH
N O
O
噻唑 胺
S H2N
N
甲氧 肟基
O
HH
S
N
H
N
N
OO
COOH
SN NH
N O
O
S H2N
N
O H
N H N OO
H S
N
COOH
O O
S
O
HH
H2N
S
N
N
H
N
N
N
OO
HOOC
COOH
头孢曲松 头孢噻肟 头孢他啶
（4）第四代：80年代末到90年代初开发上市。头 孢吡肟、头孢立定。对G＋的作用比第一代强，对 G－作用强于第三代，耐酶性更强。
O H
N H
O
H S
N H COOH
pH=4
O N H
O O
S
N+ H HN
+
H COOH
O
HO
H
S N
N
H COOH
青霉二酸
O+
H3C CH3 O
SH H
OH NH2
（3）在碱性条件下或某些酶（如β-内酰胺酶）作用下，开
图中央是青霉菌，周围是致病细菌。距青霉菌最远 的细菌个大、色浓，活力十足；距青霉菌较近的细 菌个较小、色较浅，活力较差；而最接近青霉菌的 细菌个最小、色发白，显然已经死亡
HH
S
N
H
N
N
OO
COOH
SN NH
N O
O
噻唑 胺
S H2N
N
甲氧 肟基
O
HH
S
N
H
N
N
OO
COOH
SN NH
N O
O
S H2N
N
O H
N H N OO
H S
N
COOH
O O
S
O
HH
H2N
S
N
N
H
N
N
N
OO
HOOC
COOH
头孢曲松 头孢噻肟 头孢他啶
（4）第四代：80年代末到90年代初开发上市。头 孢吡肟、头孢立定。对G＋的作用比第一代强，对 G－作用强于第三代，耐酶性更强。
O H
N H
O
H S
N H COOH
pH=4
O N H
O O
S
N+ H HN
+
H COOH
O
HO
H
S N
N
H COOH
青霉二酸
O+
H3C CH3 O
SH H
OH NH2
（3）在碱性条件下或某些酶（如β-内酰胺酶）作用下，开
抗生素—抗生素概述(药物化学课件)
抗生素概述
学习要求
熟悉掌握：
①β-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；各类抗生素的理化性 质及其临床应用。 ②熟悉半合成青霉素、头孢菌素和红霉素衍生物的一般结构修饰及合成方法。 ③了解β-内酰胺类抗生素的作用机制。
能力要求：
①能识别各类抗生素的基本结构与主要结构特征。 ②学会应用典型药物的理化性质解决药物的调剂、制剂、分析检验、储存及临床应用的问题。
什么是抗生素呢？ 抗生素是在低浓度下就能选择性地抑制某些生物生命活
动的微生物次级代谢产物，及其化学半合成或全合成的衍生 物。抗生素对病原微生物具有抑制或杀灭作用，是防治感染 性疾病的重要药物。
抗生素有什么特点呢？ ①直接作用于菌体 ②具有选择性抗生谱 ③有效作用浓度
β-内酰胺类抗生素 四环素类抗生素 氨基糖苷类抗生素 大环内酯类抗生素 其他类
Hale Waihona Puke
学习要求
熟悉掌握：
①β-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；各类抗生素的理化性 质及其临床应用。 ②熟悉半合成青霉素、头孢菌素和红霉素衍生物的一般结构修饰及合成方法。 ③了解β-内酰胺类抗生素的作用机制。
能力要求：
①能识别各类抗生素的基本结构与主要结构特征。 ②学会应用典型药物的理化性质解决药物的调剂、制剂、分析检验、储存及临床应用的问题。
什么是抗生素呢？ 抗生素是在低浓度下就能选择性地抑制某些生物生命活
动的微生物次级代谢产物，及其化学半合成或全合成的衍生 物。抗生素对病原微生物具有抑制或杀灭作用，是防治感染 性疾病的重要药物。
抗生素有什么特点呢？ ①直接作用于菌体 ②具有选择性抗生谱 ③有效作用浓度
β-内酰胺类抗生素 四环素类抗生素 氨基糖苷类抗生素 大环内酯类抗生素 其他类
Hale Waihona Puke
药物化学课件_第八章_抗生素
基本母核6-APA的合成 具体药物的合成
基本母核6-APA的合成
酰氯法 酸酐法 DCC法
R C Cl O
+ H2N O
S CH3 PH 6.5~7.0 室温
N
CH3 (C2H5)3N
COOH
R C NH
O O
S CH3
N
CH3
COOH
+ HCl
O
RC O
R' C
O
+ H2N O
S CH3
抗生素杀菌作用的4种主要机制
抑制细菌细胞壁的合成，如青霉素类和头孢菌素类 与细胞膜相互作用，如多粘菌素和短杆菌素 干扰蛋白质的合成，如氨基糖苷类和四环素类 抑制核酸的转录和复制
第二节 ß-内酰胺类抗生素
基本结构及结构特点 青霉素类 头孢菌素类 头霉素类 碳青霉烯类
单环ß-内酰胺类
HH
4
药物化学课件_第八章 _抗生素
第一节 概述
定义
抗生素的来源
分类
作用机制
1. ß-内酰胺类 2. 四环素类 3. 氨基糖苷类 4. 大环内酯类 5. 多肽多烯类 6. 其它类
抗生素是某些细菌、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与这些次级代 谢物具有相同结构或对次级代谢产物进行结构修饰得到的产物，是一种在低浓度下对各种病原性 微生物或肿瘤细胞有选择性杀灭、抑制作用的药物。
RCOHN 6 5 S 3 CH3
7
1
N
2
O
CH3
COOH
4
65 S 3
7
1
N
2
O
青 霉 烷 基 本 母 核
HH 5
RCOHN 7 6
基本母核6-APA的合成
酰氯法 酸酐法 DCC法
R C Cl O
+ H2N O
S CH3 PH 6.5~7.0 室温
N
CH3 (C2H5)3N
COOH
R C NH
O O
S CH3
N
CH3
COOH
+ HCl
O
RC O
R' C
O
+ H2N O
S CH3
抗生素杀菌作用的4种主要机制
抑制细菌细胞壁的合成，如青霉素类和头孢菌素类 与细胞膜相互作用，如多粘菌素和短杆菌素 干扰蛋白质的合成，如氨基糖苷类和四环素类 抑制核酸的转录和复制
第二节 ß-内酰胺类抗生素
基本结构及结构特点 青霉素类 头孢菌素类 头霉素类 碳青霉烯类
单环ß-内酰胺类
HH
4
药物化学课件_第八章 _抗生素
第一节 概述
定义
抗生素的来源
分类
作用机制
1. ß-内酰胺类 2. 四环素类 3. 氨基糖苷类 4. 大环内酯类 5. 多肽多烯类 6. 其它类
抗生素是某些细菌、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与这些次级代 谢物具有相同结构或对次级代谢产物进行结构修饰得到的产物，是一种在低浓度下对各种病原性 微生物或肿瘤细胞有选择性杀灭、抑制作用的药物。
RCOHN 6 5 S 3 CH3
7
1
N
2
O
CH3
COOH
4
65 S 3
7
1
N
2
O
青 霉 烷 基 本 母 核
HH 5
RCOHN 7 6
药物化学7抗生素PPT课件
动物保健
抗生素可用于动物的保健和预防性治疗，以降低动物患病风险。
动物检疫
在动物检疫中，抗生素可用于检测动物是否携带特定病原菌。
04 抗生素的耐药性
抗生素耐药性的产生原因
抗生素滥用
01
不合理的抗生素使用导致病菌产生抗药性，如无指征用药、剂
量不足或频繁换药等。
自然选择
02
病菌在繁殖过程中会发生变异，部分变异后的病菌对抗生素敏
某些抗生素可作为饲料添加剂，促进动物生长， 提高养殖效益。
防治动物疾病
抗生素在防治动物疾病方面发挥了重要作用，特 别是在养殖业中。
提高农作物产量
某些抗生素也被用于提高农作物产量，但其安全 性需进一步评估。
抗生素在兽医领域的应用
防治动物疾病
抗生素在防治动物疾病方面具有重要作用，如禽畜的肺炎、肠炎 等。
骨髓抑制
长期使用某些抗生素可能影响 骨髓造血功能，导致贫血或白 细胞减少。
抗生素不良反应的预防与处理
01
02
03
04
严格掌握适应症
合理选用抗生素，避免不必要 的预防用药。
遵循医嘱
按照医生推荐的剂量和疗程使 用抗生素，不要自行增减剂量
或停药。
注意观察不良反应
在使用抗生素过程中，密切观 察可能出现的不良反应，及时
氨基糖苷类
对革兰氏阴性杆菌有强大抗菌作用，对其他细菌包括革 兰氏阳性球菌的作用差。
四环素类
包括四环素、土霉素、金霉素及强力霉素等，对革兰氏 阳性菌和阴性菌作用强，对立克次体、支原体、衣原体 、某些原虫及某些病毒也有抑制作用。
氯霉素类
对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均有抑制作用，几乎所 有细菌对其高度敏感。
感度降低，从而产生耐药性。
抗生素可用于动物的保健和预防性治疗，以降低动物患病风险。
动物检疫
在动物检疫中，抗生素可用于检测动物是否携带特定病原菌。
04 抗生素的耐药性
抗生素耐药性的产生原因
抗生素滥用
01
不合理的抗生素使用导致病菌产生抗药性，如无指征用药、剂
量不足或频繁换药等。
自然选择
02
病菌在繁殖过程中会发生变异，部分变异后的病菌对抗生素敏
某些抗生素可作为饲料添加剂，促进动物生长， 提高养殖效益。
防治动物疾病
抗生素在防治动物疾病方面发挥了重要作用，特 别是在养殖业中。
提高农作物产量
某些抗生素也被用于提高农作物产量，但其安全 性需进一步评估。
抗生素在兽医领域的应用
防治动物疾病
抗生素在防治动物疾病方面具有重要作用，如禽畜的肺炎、肠炎 等。
骨髓抑制
长期使用某些抗生素可能影响 骨髓造血功能，导致贫血或白 细胞减少。
抗生素不良反应的预防与处理
01
02
03
04
严格掌握适应症
合理选用抗生素，避免不必要 的预防用药。
遵循医嘱
按照医生推荐的剂量和疗程使 用抗生素，不要自行增减剂量
或停药。
注意观察不良反应
在使用抗生素过程中，密切观 察可能出现的不良反应，及时
氨基糖苷类
对革兰氏阴性杆菌有强大抗菌作用，对其他细菌包括革 兰氏阳性球菌的作用差。
四环素类
包括四环素、土霉素、金霉素及强力霉素等，对革兰氏 阳性菌和阴性菌作用强，对立克次体、支原体、衣原体 、某些原虫及某些病毒也有抑制作用。
氯霉素类
对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均有抑制作用，几乎所 有细菌对其高度敏感。
感度降低，从而产生耐药性。
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3
2
4 N1
O
氨曲南
M o n o b actam
三、青霉素及半合成青霉素
（一）青霉素G P260 1、来源：霉菌属的青霉菌发酵液中提取
天然青霉素有7种G、V、N、K、X、F等 P264
其中PG的活性最高、产量最高
2、结构：
H H4 CH2CONH 6 5 S 3
构型：2S，5R，6R
N
O7 1
2 COOH
性质不稳定易发生开环导致失活。
二、分类：经典结构药物 P259
青霉素类(Penicillins)
HH
RCH2CONH
S
N O
COOH
头孢菌素(Cephalosporins)
XH
RC ONH
S
7
654
8 N1 2 3
A
O
COOH
X = H- or CH3COOC ephalosporins
1、两者结构特征及性质比较
心脑血管疾病：两性霉素B具有降胆固醇作用
他汀类美伐他汀——桔青霉菌中产生 刺激植物生长：赤霉素
4、来源 微生物、动植物提取、人工合成
5、发展 40-50年代：微生物发酵得到天然抗生素阶段 60年代：半合成抗生素阶段 70-80年代：半合成头孢类、大环内酯类 90年代：三代口服及四代头孢类
1929年英国Fleminy 发现青霉素 未得到纯品 1941年英国Florey 提取得到青霉素纯品 1945年意大利Broton 撒丁岛海滩土分离出头孢菌素 1955年英国Newton 头孢菌素液中分离出头孢菌素C 1962年 半合成头孢菌素的诞生 70-80年代 头孢菌素的发展时期 80年代后 含酶抑制剂复合制剂及三代、四代头孢
第二节 β-内酰胺抗生素 (β-Lactam Antibiotics)
一、β-内酰胺抗生素的结构特征
NH2 CH2CH2COOH
O
★指分子中含有由四个原子组成β-内酰胺环 ★是该类抗生素发挥生物活性的必需基团 ★和细菌作用时，内酰胺环开环与细菌发生酰化作用
抑制细菌的生长。 ★因β-内酰胺由四个原子组成，分子张力较大，化学
人工合成： 半合成——阿莫西林等 全合成——氯霉素、喹诺酮类
三、抗感染药物在医药及工业领域中的地位 1、感染疾病、心脑血管疾病、消化系统疾病是
影响人类健康的三大疾病
★ 城市情况：两管（心脑血管）、一瘤、糖尿病 ★农村情况：消化、呼吸、传染病
2、感染疾病传播途径：
呼吸道传播（结核杆菌、流感病毒、 SARS） 消化道（污染食物经口） 皮肤传播（皮肤损伤） 性传播（淋病奈瑟菌感染） 血液传播（乙肝、爱滋病） 接触性传播（沙眼衣原体引起沙眼）
关于药物化学抗生 素
抗感染药物
一、定义：用于治疗病原性微生物（细菌/真菌/病毒/ 寄生虫等）引起的感染疾病的药物。
二、分类： 1、按病原性微生物 细 菌：β-内酰胺类、大环内酯类 真 菌：咪康唑、酮康唑 病 毒：阿昔洛韦 寄生虫：青蒿素、阿苯达唑
2、根据来源 天然： 微生物发酵
动植物提取 大蒜中大蒜素 黄连中的黄连素 海洋鱼中的鱼素
6、分类
按抗生素的抗菌谱----适合临床用药
按抗生素的化学结构
β-内酰胺抗生素 氨基糖甙类抗生素 四环素类抗生素
大环内酯类抗生素
氯霉素类
7、作用机制 P258
抑制细菌 细胞壁
β-内酰胺类
干扰蛋白质 合成
作用机制
干扰核酸 的复制
氨基糖苷类/四环素类
作用细菌 细胞膜
利福霉素/博来霉素
多烯类、多粘菌素
3、感染药物临床应用 术后预防 感染疾病治疗 基础疾病引发的合并感染
4、药物研发及市场份额 91—00年全球上市新药441个 其中抗感染药103个，占23%；心血管68个，占
15%；抗肿瘤及辅助药57个，占13%；神经、精神 系统54个；消化系统30个。
近年来有报道 估计全球抗感染药市场销售额在340亿美元。 我国化学药物制剂 销售前10位的产品中，有6位是抗感染药物 青霉素G、先锋5号、阿莫西林、 氨苄西林、罗红霉素、头孢氨苄
C ephalosporins
分类：非典型结构药物 P259
碳青霉烯(Carbapenem) 青霉烯(Penem)
6
5
4 3
7 N1 2
O
亚胺培南（泰能）
C氧a rb青a p霉e n e烷m (Oxypenam)
O
6 54
7
N1
3 2
O
克O 拉x yp维e n酸am
S
6
5
4 3
7 N1 2
O
单环的Pβen e-m内酰胺 (Monobactam)
8、生物合成
发酵 提纯
菌种筛选 培养基：生长必须物质——C源（淀粉/ 葡萄糖）；N源（玉米饼等）；无机盐 类 （S、P、Mg、Zn、K） 前体物质：定向合成某种结构抗生素 需无氧菌、搅拌、PH、t℃
坐落成都的一家抗生素产生 企业， 生产6-APA、7-ACA
生产规模
占地600亩；投资13亿人民币
第八章 抗生素
第一节：概述
1、定义：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。
2、特点：由生物体产生或人工合成 低浓度 有机物质 对他种生物体有抑制作用
3、名称演变：抗生素——抗菌素——抗生素 60-70年 80年后
3、作用 抗 菌：真菌、细菌 抗肿瘤：博来霉素治疗皮肤癌 抗寄生虫：巴龙霉素（氨基糖甙类） 治疗阿米巴痢疾
均含COOH，酸性、与碱可成盐 NH
均含内酰胺环，张力大、易水解
o
五元氢化噻唑环 六元部H 分H氢化噻嗪环
RCH2CONH X H S
C6
氨基侧链R改变，
S
RCC 7ON氨H 基侧7 链6 及5
4C3
R改变，
活性不同
活性OO 不同8 N、N 1 药2 代3 C不OOH同A
抗菌谱窄
抗菌谱广 COOH
X = H- or CH3COO-
6-APA
生产 250吨/
需 七 千
月，可
吨
合成阿
玉
莫西林
/
米
250*1.7
每
倍
月
7-ACA生产 60吨/月----可合成阿莫西林60*1.8倍
9、抗生素在农牧业方面的应用 青霉素、氯霉素、金霉素、土霉素 用于农业，如猪的病毒性肺炎。
饲料中加入少量金霉素、土霉素可 使幼猪、鸡等生长加快
在动物的肝、肉、脂肪等 中残留抗生素
NH
4 S
O
H
6
5
O
H
N
2
H1 O
OH
青霉素类结构组成 P261
四氢噻四唑氢环噻唑环
HH HH
酰胺侧链RRCCHH22CCOONNHH RHHCRCH2HC22HHCOONNHSSH
SS
6-酰胺侧链 OO