2015年执业药师考试(药物化学)复习笔记：β-内酰胺类抗生素
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β-内酰胺类抗生素是指分子中含有由四个原子组成卢一内酰胺环的抗生素。β-内酰胺类抗生素通过与细菌细胞壁合成有关的青霉素结合蛋白形成共价键结合，破坏细菌细胞壁的合成，抑制细菌的生长，选择性极好，为最重要的一类抗感染药物。经过半个世纪的发展，已经由青霉烷衍生物扩大到氧青霉烷、青霉烯、氧青霉烯、碳青霉烯、头孢烯、氧头孢烯、碳头孢烯及单环β-内酰胺类等。
青霉素及半合成青霉素类：
头孢菌素及半合成头孢菌素类：
头孢菌素是由与青霉菌近缘的头孢菌属(Cephalosporium)真菌所产生，天然头孢菌素抗菌效力比较低，而且易产生耐药性。
头孢菌素为口一内酰胺环与氢化噻嗪环并合而成，由于氢化噻嗪环中双键与内酰胺中氮原子的未共用电子对形成共轭，而使β-内酰胺环对酸较稳定。头孢菌素为四元环和六元环的稠和体系，其张力较青霉素小。
在头孢菌素分子中c一3位存在的乙酰氧基是引起头孢菌素不稳定的主要原因。C-3位的乙酰氧基为一个较好的离去基团，与C一2和C-3间的双键以及β-内酰胺环的氮原子形成一个较大的共轭体系，易接受亲核试剂对β-内酰胺羰基的进攻，使c-3位乙酰氧基带着负电荷离去，导致卢一内酰胺环开环，这是使头孢菌素药物活性降低的主要原因。
另外，头孢菌素c-3位的乙酰氧基进入体内后，也易被体内的酶水解生成活性较小的c-3羟基化合物，其羟基和c-2位的羧基处于c-2与C-3间的双键的同一侧，这一特定的空间位置使c-3羟基易和C-2羧基形成较稳定的内酯环。而由于活性必需基团游离羧基的消失，而使头孢菌素失去抗菌活性。
通过对c-3位存在的乙酰氧基进行结构改造，可明显改善其抗菌效力和药物代谢动力学性质。由于头孢菌素对酸都比较稳定，可以口服，且毒性比较小，与青霉素很少或无交叉过敏反应。因此，半合成头孢菌素的发展优于半合成青霉素，而且在对青霉素结构改造时取得的成功经验，完全可以应用到头孢菌素的结构改造中。
β-内酰胺酶抑制剂：
碳青霉烯、青霉烯、氧青霉烷和单环β-内酰胺类抗生素通常称为非经典的卢一内酰胺类抗生素，多数的β-内酰胺酶抑制剂均属于此类。β-内酰胺酶是细菌产生的保护性酶，使某些卢一内酰胺类抗生素在未到达细菌作用部位之前水解失活，这是细菌产生耐药性的主要机制。β-内酰胺酶抑制剂是针对细菌对口一内酰胺类抗生素产生耐药机制而研究发现的一类药物。
非经典的β-内酰胺类抗生素：
1.碳青霉烯类
2.单环β-内酰胺类
单环β-内酰胺类又被称为单环菌素，由于结构较其他β-内酰胺类抗生素简单，利于全合成并与 青霉素类和头孢菌素类都不发生交叉过敏反应，加之对β-内酰胺酶稳定，而引人注目。诺卡菌素A(Nocardicin A)为最早发现单环β-内酰胺抗生素的主要成分，它对β-内酰胺酶稳定，抗菌谱窄。
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