(二)天然青霉素的化学性质、稳定性及其特点
1.不耐酸和碱天然青霉素在稀酸中(pH=4.0)、室温条件下,可进行分子内重排。强酸条件下,酰胺侧链发生水解和β-内酰胺环开环而使青霉素失活。在碱性条件下也不稳定,水解产生青霉噻唑酸而失效。
2.不耐酶内酰胺酶可使β-内酰胺环开环降解,失去抗菌活性。
3.抗菌谱窄
(三)半合成青霉素的类型及结构特点
1.耐酸青霉素6-氨基青霉烷酸(6-APA)的6位酰胺基上引入苯氧甲基得到青霉素V。除了芳氧基,在酰胺侧链的α碳原子上引入O、N、x等电负性原子也可使青霉素耐酸。
2.耐酶青霉素在分子中适当的部位引入立体障碍的基团可以克服耐药性。例如引入杂环(萘啶,呋喃等),可得到耐酶和耐酸的抗生素。在杂环邻位带有甲氧基,双氯,其立体效应可保护β-内酰胺环不被β-内酰胺酶进攻而得到耐酶药物。异恶唑类青霉素不仅耐酶而且耐酸。如甲氧西林、萘夫西林、苯唑西林和氯唑西林。
3.广谱青霉素在酰胺基α位上引入极性亲水性基团-NH2、-COOH、-SO3H等基团,可扩大抗菌谱,基团的亲水性越强,对革兰阴性菌作用越强,对铜绿假单胞菌也有效,有利于口服吸收,并能增强对青霉素结合蛋白的亲和力。
(四)头孢菌素的结构特点、构效关系
1.头孢菌素的结构特点:头孢菌素的基本结构是7-氨基头孢烷酸(7-ACA),是抗菌活性的基本母核,是由β-内酰胺环与氢化噻嗪环合并而成的。由于氢化噻嗪环中的双键与β-内酰胺环中氮原子的未共用电子对形成共轭,使β-内酰胺环趋于稳定。另外青霉素是四元~五元环稠合系统,而头孢菌素是四元~六元稠合系统,β-内酰胺环分子内张力较小,因此比青霉素稳定。