第十章 抗生素

②青霉素的化学性质及特点
Penicillins类化合物的母核是由β-内酰胺环和五 元的氢化噻唑环骈合而成，二个环的张力都比较大， 另外Benzylpenicillin结构中β-内酰胺环中羰基和氮 原子的孤对电子不能共轭，易受到亲核性或亲电性 试剂的进攻，使β-内酰胺环破裂。
①耐酸青霉素
青霉素G 青霉素V 耐酸
HH H
N
S CH3
O
N
O
CH3
化学名：
COOH
(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，5S，6R)-3，3-Dimethyl-6-(2-Benzylacetamido)-7-oxo-
4-thia-1-azabicyclo[3.2.0] heptane-2-carboxylic acid 青霉素G(Penicillin G)。
第十一章 抗生素 Antibiotics
抗生素药物概述 内酰胺类抗生素 大环内酯类抗生素 四环素类抗生素 其他抗生素 合成抗菌药
• 抗菌药物：是一类对病原体具有抑制和杀灭作用， 用于防治细菌性感染疾病的药物。
•
抑菌药：仅有抑制病原体生长而无杀灭作用的
药物。
•
杀菌药：不仅能抑制病原菌的生长繁殖，而
且具有杀灭作用的药物。
1.1 基本结构 β－内酰胺：分子中含有由四个原子环组成的
酰胺键。
青霉素类(Penicillins)
RCONH
O
XH
S
6 54
7
N1
3 2
COOH
X = H- or CH3OPenicillins
青霉素类(Penicillins)：β－内酰胺并噻唑环。
头孢菌素类(Cephalosporins)
XH
基的手性碳原子有关，旋光异构体间的活性有很大 的差异。
1.5 β-内酰胺抗生素的过敏反应
β-内酰胺类抗生素的过敏原有外源性和内源性.
外源性过敏原: 主要来自β-内酰胺类抗生素在生物合成时带入
的残留量的蛋白多肽类杂质；
内源性过敏原: 可能来自于生产、贮存和使用过程中β-内酰
胺环开环自身聚合，生成包括青霉噻唑蛋白，青霉 噻唑多肽，青霉噻唑聚合物的高分子聚合物。
抗生素作用机理: 与不同亚基结合，抑制核蛋白体合成，中止
细菌的生长繁殖。 如：氯霉素、林可霉素和大环内酯类抗生素
能与50s亚基结合；氨基糖苷类抗生素及四环素类 抗生素均能与30s亚基结合。
第二节 β－内酰胺类抗生素
(β-Lactam Antibiotics)
1 基本结构特点和作用机理 (Characteristic of structure and Mechanism of Action)
苯甲氧基吸电子作用降低侧链酰胺羰基碳原子 进攻内酰胺羰基氧。
在侧链酰胺羰基α碳原子上引入吸电子N、O和 卤素原子。
代表药物：阿莫西林（Amoxicillin）
化学名：
(2S，5R，6R)-3，3-二甲基-6-[(R)-(-)-2-氨基2-(4-羟基苯基)
RCONH
S
5
76
4
8 N1 2 3
A
O
COOH
X = H- or CH3COOCephalosporins
头孢菌素类(Cephalosporins)： β－内酰胺并氢化噻嗪环。
头孢烯 (Cefm)
单环β－内酰胺 Monobactam
1. 2 β-内酰胺类抗生素的化学结构特点
XH
RCONH
O
S
6 54
如：万古霉素和短杆霉素可抑制胞浆膜阶段的 粘肽合成，而青霉素类和头孢菌素类抗生素则对胞 浆膜外粘肽的交联过程具有阻断作用，能抑制转肽 酶的转肽作用。
②损伤细菌细胞膜
细菌细胞膜作用和组成： 类脂质和蛋白质分组成，具有半透膜性质，起
着渗透屏障和运输物质的作用。
抗生素作用机理： 抗生素能与细胞膜组成物质结合，使细胞膜完
COOH
X = H- or CH3COOCephalosporins
⑤ 立体结构: 青霉素类抗生素的母核上有3个手性碳原子，8
个旋光异构体中只有绝对构型为2S，5R，6R具有活 性。头孢菌素类抗生素的母核上有2手性碳，4个旋 光异构体，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
7
N1
3 2
COOH
X = H- or CH3OPenicillins
XH
RCONH
S
7
654
8 N1 2 3
A
O
COOH
X = H- or CH3COOCephalosporins
①．分子内四元β-内酰胺环通过N原子和邻近的第三 碳原子与另一个五元环或六元环相稠和。青霉素的 稠合环是氢化噻唑环，头孢菌素是氢化噻嗪环。 ②．除单环β-内酰胺外，与β-内酰胺环稠合的环上 都有一个羧基。 ③．所有β-内酰胺类抗生素的-内酰胺环羰基α-碳都 有一个酰胺基侧链。
• 抗菌谱：抗菌药物的抗菌范围。
• 抗菌活性：抗菌药物抑制或杀灭病原菌的能力。
①干扰细菌细ห้องสมุดไป่ตู้壁合成
细菌细胞壁 作用: 维持细菌正常外形的功能。 组成：主要结构成分为胞壁粘肽， N-乙酰葡萄
糖胺和与五肽相连的N-乙酰胞壁酸重复交连而成。 其生物合成分为胞浆内、胞浆膜及胞浆膜外三个阶 段。
抗生素作用机理：不同抗生素对作用不同细胞 壁合成过程。
青霉素主核的化学结构是6-氨基青霉烷酸（6-APA）。其 中-内酰胺环是关键结构，此环裂解则失去抗菌活性，主核6APA可带有各种不同的侧链，而侧链决定了不同青霉素的抗菌 及药理特性。青霉素G的R1是一个苄基，故又称为苄青霉素。
代表药物：青霉素 Benzylpenicillin ①青霉素结构和名称
整性受损，通透性增加，导致菌体内蛋白质、核苷 酸、氨基酸等重要物质外漏，从而使细菌死亡。
如：多粘菌素B能与细胞膜上的磷脂结合，制霉 菌素和两性霉素B可与真菌细胞膜上的类醇类结合。
③抑制细菌蛋白质合成
细菌的核蛋白体组成：为70s，有30s和50s亚基； 真菌核细胞的核蛋白体组成：80s，有40s和60s亚基。
青霉素类 (Penicillins)
头孢菌素类 (Cephalosporins)
④．β-内酰胺环为一个平面结构。但两个稠合环不 共平面，青霉素样N1-C5轴折叠，头孢菌素沿N1-C6 轴折叠，
RCONH
O
XH
S
6 54
7
N1
3 2
XH
RCONH
S
5
76
4
8 N1 2 3
A
O
COOH
X = H- or CH3OPenicillins