药物化学课件

化学治疗药

ChemotherapeuticAgents

化学治疗药的分类

喹诺酮类抗菌药抗结核病药磺胺类抗菌药抗真菌药物抗病毒药抗寄生虫病药物第一节喹诺酮类抗菌药QuinoloneAntimicrobialAgents

喹诺酮类药物按化学结构分类①萘啶酸类(Naphthyridinicacids)②噌啉羧酸类(Cinnolinicacids)③吡啶并嘧啶羧酸(Pyridopyrimidinicacid)④喹啉羧酸类(Quinolinicacids)一、喹诺酮类抗菌药物的发展概述

第一代喹诺酮抗菌药物的药效学特征抗革兰氏阴性菌药物，对革兰氏阳性菌几乎无作用。其活性中等，体内易被代谢，作用时间短，中枢毒性较大，易产生耐药性。ChloroquineNalidixicacidPiromidicacid

第二代喹诺酮抗菌药的药效学特征抗菌活性增强。抗菌谱也从革兰氏阴性菌扩大到阳性菌，并对绿脓杆菌有效，药代动力学性质也得到改善，耐药性低，毒副作用小，临床上用于治疗泌尿道感染和肠道感染及耳鼻喉感染抗革兰氏阴性菌药物。化学结构特征为在分子中的7位引入哌嗪基团CinoxacinPipemidicAcid第三代喹诺酮抗菌药的药效学特征具有抗革兰氏阳性与阴性菌药物的活性，对支原体、衣原体、军团菌及分枝菌有作用。化学结构特征为在分子中的6位引入氟原子。1位、5位、8位上的取代基改变及7位哌嗪基被其电子等排体替代

二、作用机理喹诺酮类抗菌药通过抑制细菌DNA回旋酶(Gyrase)和拓扑异构酶IV（TopoisomeraseIV）起到抗菌作用。通过抑制细菌DNA回旋酶(Gyrase)抑制DNA的合成（图19-2），DNA螺旋酶特异性催化改变DNA拓扑学反应，DNA回旋酶创建负超螺旋，这有助于在复制过程中稳定DNA的分离、防止过量和非模版的双连卷曲。细菌DNA回旋酶由四个亚A亚基，即两个A和两个B聚体组成，A亚基由基因gyrA控制，B亚基由基因gyrB控制

DNA回旋酶包裹着A2B2亚基DNA，DNA回旋霉与细菌的环状DNA结合，DNA回旋酶的A亚基使DNA链的后链断裂形成缺口，产生正超螺旋的DNA，随后在B亚基的介导下使ATP水解，前链移至缺口之后，最终在A亚基参与下使断链再连接并形成负超螺旋，喹诺酮类抗菌药以氢键和DNA回旋酶-DNA复合物结合，使DNA回旋酶活性丧失，细菌DNA超螺旋合成受阻，造成染色体复制和基因转录中断近来发现喹诺酮类抗菌药的另一个靶点为拓扑异构酶IV。DNA回旋酶和拓扑异构酶IV两者都属于相同类的DNA酶，被称为拓扑异构酶。拓扑异构酶IV也由四个亚基组成，即两个parC和个parE。喹诺酮类抗菌药以DNA回旋酶和拓扑异构酶IV为靶点，通过与上述两酶形成稳定的复合物，抑制细菌细胞的生长和分裂

三、构效关系1.吡啶酮酸的A环是抗菌作用必需的基本药效基团，变化较小。其中3位COOH和4位C=O与DAN螺旋酶和拓扑异构酶Ⅳ结合，为抗菌活性不可缺少的部分。3位的羧基被磺酸基、乙酸基、磷酸基、磺酰氨基等酸性替团替代以及4位酮羰基被硫酮基、亚氨基等取代均使抗菌活性减弱。2.B环可作较大改变，可以是并合的苯环(X=CH,Y=CH)、吡啶环(X=N,Y=CH)、嘧环(X=N,Y=N)等。

3.1位N上若为脂肪烃基取代时，在甲基、乙基、乙烯基、氟乙基、正丙基、羟乙基中，以乙基或与乙基体积相似的乙烯基、氟乙基抗菌活性最好；若为脂环烃取代时，在环丙基、环丁基、环戊基、环己基、1(或2)-甲基环丙基中，其抗菌作用最好的取代基为环丙基、而且其抗菌活性大于乙基衍生物。1位N上可以为苯基或其它芳香基团取代，若为苯取代时，其抗菌活性与乙基相似，其中2，4-二氟苯基较佳，对革兰氏阳性菌作用较强。4.2位上引入取代基后，其活性减弱或消失，这可能源于2位取代基的空间位阻作用干扰喹诺酮类药物与受体的结合时，对1位和3位取代基立体构象的要求所致。5.5位取代基中，以氨基的抗菌作用最佳。其他基团取代时，活性减少。5位取代基的存在，从空间张力的角度可干扰4位羰基与靶位的结合，取代基体积越大这种干扰越作用越强。所以抗菌活性减弱。但从电性效应的角度考虑，向其母核共轭π键提供电子的取代基，均使4位羰基氧原子上的电荷密度有不同程度的提高，从而增加与靶位的结合力，使其抗菌活性增加，因此5位取代基对活性的影响为电性和立体因素的综合表现。6.6位不同的取代基对活性的贡献大小顺序为F>Cl>CN≥NH2≥H，6位引入氟原子较6位为H的类似物的抗菌活性大30倍，这归因于6位氟代化物是药物与细菌DNA回螺旋酶的亲和力增加2~17倍，对细菌细胞壁的穿透性增加1~70倍。7.7位引入各种取代基均可明显增加抗菌活性，特别为五元或六元杂环取代时，抗菌活性明显增加，尤其是哌嗪取代基最好。哌嗪等取代基进一步加强与细菌DNA回螺旋酶的结合能力。但也增加对GABA受体的亲和力，因而产生中枢的副作用。8.8位以氟、甲氧基、氯、硝基、氨基取代均可使活性增加，其中以氟取代最佳，取代或与1位单原子以氧烷基成为含氧杂环，可使活性增加但光毒性也增加，若为甲基、甲氧基取代和乙基取代，光毒性减少。若1位与8位间成环，产生的光学异构体的活性有明显的差异。1.保持对革兰氏阴性菌的高度活性2.改善对革兰氏阳性菌的活性3.增加抗厌氧菌的活性4．喹诺酮类药物通常的毒性①喹诺酮类药物结构中3，4位分别为羧基和酮碳基，极易和金属离子如钙、镁、铁、锌等形成整合物，不仅降低了药物的抗菌活性，同时也使体内的金属离子流失，尤其对妇女、老人和儿童引起缺钙、贫血、缺锌等副作用。②光毒性。；③药物相互反应(与P450)。④另有少数药物还有中枢渗透性增加毒性(与CABA受体结合)、胃肠道反应和心脏毒性。这些毒性都与其化学结构相关。

5.药物代谢动力学与化学结构的关系

环丙沙星Ciprofloxacin化学名：1-环丙基-6-氟-1，4-二氢-4-氧-7-(1-哌嗪基)-3-喹啉羧酸（1-cyclopropyl-6-fluoro-1，4-dihydro-4-oxo-7-(piperazin-1-yl)-3-quinolinecarboxylicacid）。别名：环丙氟哌酸。Ciprofloxacin的合成左氟沙星levofloxacin化学名：(S)-(-)-9-氟-2，3-二氢-3-甲基-10-(4-甲基-l-哌嗪基)-7-氧代-7H-吡啶并[1,2,3-de][1,4]苯并噁嗪-6-羧酸((S)9-Fluoro-2,3-dihydro-3-methyl-10-(4-methyl-1-piperazinyl)-7-oxo-7H-pyrido[1,2,3-de]-1,4-benzoxazine-6-carboxylicacid)。levofloxacin的抗菌作用大于其右旋异构体8～128倍，这归因于它们对DNA螺旋酶的活性不同。levofloxacin较Ofloxacin相比的优点为：(1)活性是Ofloxacin的2倍。(2)水溶性好，水溶性是Ofloxacin的8倍，更易制成注射剂。(3)毒副作用小。为喹诺酮类抗菌药己上市中的最小者levofloxacin的合成第一节磺胺类药物及抗菌增效剂一、发展概述磺胺类药物的母体为对氨基苯磺酰胺(磺胺，Sulfanilamide)，最早是合成偶氮染料的中间体，1908年已经被合成，但当时无人注意到它的医疗价值。直到1932年，Domagk发现含有磺胺结构片段的磺胺米柯定Sulfamidochrysoidine(盐酸盐为百浪多息，Prontosil)，可以使鼠、兔免受链球菌和葡萄球菌的感染，并次年报告了第一例用Prontosil治疗葡萄球菌引起的败血症，引起了世界范围的极大兴趣。为克服其水溶性小，毒性大的缺点，又合成了可溶性百浪多息(ProntosilSoluble)，取得了较好治疗效果。SulfanilamideSulfamidochrysoidineProntosilSolubleSulfacetamideSulfacetamideSulfathiazole

Sulfamethoxypyridazine

SulfamethoxazoleSulfacitine

TrimethoprimSulfisoxazoleMetioprim

Brodimoprim

Tetroxoprim

二、作用机理和构效关系(二)、构效关系Northey于1948年在研究5500种磺胺类化合物的基础上，归纳总结出磺胺抗菌药的结构与其抗菌活性的关系。1.氨基与磺酰氨基在苯核上必须互为对位，邻位及间位异构体均无抗菌活性。2.苯环被其他换代替时或在苯核上引入其它基团时，都将使抑制活性降低或完全失去抑菌作用。3.将-SO2NH2基团以SO2C6H4(p-NH2)、SOC6H4(p-NH2)、CONH2、CONHR、COC6H4R等基团替代时，虽可保留抗菌活性，但多数情况下抑菌作用降低。4.磺酰氨基N’-单取代化合物多可使抗菌作用增强，特别是以杂环取代时其抗菌作用明显增加。N’,N’-双取代化合物一般均丧失抗菌活性。5.N4-氨基可以被其它基团取代或置换，但该取代基对抗菌活性有较大的影响，RCONH-、RN=N-、O2N-、H3CNH-、(H3C)2N-等在体内可以被转化为氨基的化合物可保留抗菌活性。而一下这些基团C6H5NH-、RNH-(R为6以上的碳链)、CH3-、HO-、HO3S-、RSO2NH-则无抗菌活性。因此，保持.N4-氨基的存在是产生抑菌作用的关键。6.N’，

N4-均被取代时，如果N4-氨基上的取代基在体内可分解为游离的氨基，则仍由原取代衍生物的作用磺胺嘧啶Sulfadiazine

化学名：4-氨基-N-2-嘧啶基-苯磺酰胺(4-Amino-N-2-pyrimidinylbenzenesulfonamide)。磺胺甲噁唑Sulfamethoxazole

化学名：4-氨基-N-(5-甲基-3-异噁唑基-苯磺酰胺(4-Amino-N-(5-methyl-3-isoxazolyl)benZenesulfonamide)。磺胺甲噁唑的合成甲氧苄啶Trimethoprim化学名：5-[(3,4,5-三甲氧基苯基)-甲基]-2,4-嘧啶二胺(5-[(3,4,5-Trimethoxyphenyl)methyl]-2,4-pyrimidinediamine)。别名：甲氧苄氨嘧啶Trimethoprim的合成第三节抗结核药物(Tuberculostatics)抗结核药物分类合成抗结核药抗结核抗生素一、合成抗结核药物

异烟肼(Isoniazid)化学名：4-吡啶甲酰肼(4-Pyridinecarboxylicacidhydrazide)异烟肼的发现氨硫脲(Thioacetazone)

异烟醛缩氨硫脲(Isonicotinaldehydethiosemicarbazone)异烟肼衍生物异烟肼的N2取代的衍生物具有抗结核活性，而N1取代衍生物则无抗结核活性。所有的Isoniazid衍生物其抗结核活性低于Isoniazid。异烟腙(Ftivazide)

葡烟腙(Glyconiazide)丙酮酸异烟腙钙(PyruvicAcidcalciumFtivazide)异烟肼作用机理

异烟肼作用机理

异烟肼的代谢异烟肼的理化性质异烟肼可与铜离子、铁离子、锌离子等金属离子络合，如与铜离子在酸性条件下生成一分子螯合物，呈红色，在pH7.5时，生成两分子螯合物

异烟肼在碱性溶液中，在有氧气或金属离子存在时，可分解产生异烟酸盐Ⅰ，异烟酰胺Ⅱ及二异烟酰双肼Ⅲ等异烟肼分子中含有肼的结构，具有还原性。弱氧化剂如溴、碘、溴酸钾等在酸性条件下，均能氧化本品，生成异烟酸，放出氮气。与硝酸银作用，也被氧化为异烟酸，析出金属银

异烟肼的合成盐酸乙胺丁醇EthambutolHydrochloride化学名：(+)-2,2‘-(1,2-乙二基二亚氨基)-双-1-丁醇二盐酸盐(2,2

-(1,2-Ethanediyldiimino)bis-1-butanolhydrochloride)

Ethambutolhydrochloride的作用机理虽未完全阐明，但普遍可接受的说法为Ethambutolhydrochloride影响分枝杆菌细胞壁的合成，分枝杆菌属是唯一由阿拉伯呋喃糖和半乳糖(arabi-nofuranoseandgalactose,AG)组成外封的细胞壁，半乳糖被共价键结合到肽聚糖上并且插入脂阿拉伯甘露聚糖(Lipoarabinomannan，LAM)的构架中，Ethambutolhydrochloride抑制阿拉伯糖基转移酶（Arabinosyltransferase），阿拉伯糖转移酶的作用为催化D-阿拉伯呋喃糖聚合形成AG（图19-6）,Ethambutolhydrochloride模拟前体β-D-阿拉伯呋喃糖基-1-单磷酰基癸异戊二烯醇（β-D-arabinofuranosyl-1-monophosphoryl-decaprenol），导致AG和LAM的合成受阻。Ethambutolhydrochloride的耐药性的机制是由于被embAB基因调控的阿拉伯糖基转移酶的过渡度表达所引起。乙胺丁醇作用机理

运用随机筛选方法，得到抗结核药盐酸乙胺丁醇(Ethambutolhydrochloride)，其分子中含两个构型相同的手性碳，有三个旋光异构体，右旋体的活性是内消旋体12倍，为左旋体的200~500倍，药用为右旋体。对Ethambutolhydrochloride进行优化，但未能得到活性更好的衍生物。其他抗结核药物对氨基水杨酸类：1944年发现苯甲酸和水杨酸能促进结核杆菌的呼吸，从抗代谢学说出发，于1946年发现对结核杆菌有选择性抑制作用的SodiumAminosalicylate，曾在临床上被广泛使用，但由于结核杆菌的耐药性和较严重的胃肠道反应等，降低了其应用价值,已被乙胺丁醇,利福平取代,目前仅作为二线抗结核药使用。当Para-aminosalicylicAcid与另一抗结核药物Isoniazid共服时，能减少Isoniazid乙酰化，这样增加Isoniazid在血浆中的水平，对于乙酰化速度快的病人，这种作用具有实用价值。基于此点将(Para-aminosalicylicAcid与Isoniazid制成复合物。即为帕司烟肼(Pasiniazid)。SodiumAminosalicylate

吡嗪酰胺(Pyrazinamide)为在研究烟酰胺时发现的抗结核杆菌药物，它为烟酰胺的生物电子等排体，作为烟酰胺的抗代谢物，干扰NAD的合成

具有足够的亲水性以确保其血浆中浓度使药物在感染部位被释放；具有一定的亲脂性以确保穿透结核菌的细胞；具有在作用部位易水解，而在其他部位作为前体药物不易被水解的敏感性。基于Pyrazinamide在pH值5.5或更低时具有抗结核活性，Pyrazinamide被认为本身可能为药物的活性形式或为部分前体药物，敏感的生物体可产生吡嗪酰胺酶水解吡嗪酰胺成为吡嗪羧酸，而吡嗪羧酸可降低其周边环境的pH值，使结核杆菌不能生长。喹诺酮抗结核药物抗结核活性的喹诺酮类药物具有以下结构特征；①C-1位环丙基取代，若进一步增加亲脂性其抗结核活性降低。②C-6、C-8位的氟原子取代，C-8位也可为甲氧基取代。③C7位为杂环取代，通常为哌嗪和吡咯的衍生物。莫西沙星(Moxifloxacin)、司氟沙星(Sparfloxacin)及Ciprofloxacin和Ofloxacin。乙硫烟胺(Ethionamide)为二线抗结核药物，二线抗结核药物一般在耐受性和副作用的发生率方面高于一线药物。Ethionamide为异烟酰胺的类似物，其分子中的乙基可以被丙基取代，即为丙硫异烟胺(Prothionamide),两者对结核杆菌都具有较好的活性。Ethionamide的作用机理与Isoniazid类似，被认为是前体药物，在体内经催化酶-过氧化酶氧化成具有活性亚砜化物。Ethionamide可与Isoniazid及其衍生物合用，减少其耐药性。二、抗结核抗生素抗结核抗生素主要有氨基糖苷类的链霉素(Streptomycin)和卡那霉素(Kanamycin)；大环内酰胺类的利福平(Rifamycin)及半合成的利福喷丁(Rifapentine)等；其他类抗生素的环丝氨酸(Cycloserin)和紫霉素(Viomycin)及卷曲(卷须)霉素(Capreomycin)等。1.氨基糖苷类抗生素Streptomycin作用机理Streptomycin可抑制蛋白质的合成，但其读错m-RNA模版和膜损伤也于其抗结核作用共存，Streptomycin可通过弥散方式跨过结核杆菌的外层，最终通过电性依赖过程穿透胞质膜。虽然，Streptomycin的耐药作用机理被认为是诱使基因密码读错，但已经发现耐链霉素菌具有两点明显的变化；1.S12蛋白在核糖体蛋白43位和88位的赖氨酸被精氨酸和苏氨酸取代；2在rRNAde524~526区的GCC碱和在rRNAde504~507区的CGG碱的分子内碱对衍生16SrRNA的伪节(pseudoknot)构象不稳定。S12蛋白是保持16rRNA功能的伪节稳定化。已经正实Streptomycin干扰16S蛋白和16SrRNA两者中的之一或两者正常功能。所有的氨基糖苷类抗生素具有类似的药效和药代动力学性质及毒性，只有Streptomycin和极少量的卡那霉素具有抗结核活性，这表示其结构修饰范围极小，至今还未发现Streptomycin在人体内的代谢物，其代谢主要涉及耐药性的代谢。Streptomycin的耐药性与其腺苷转移酶和磷酸转移酶失活有关，腺苷转移酶和磷酸转移酶均可对N-甲基葡萄糖胺部分的3-羟基腺苷化或磷酸化。对链酶糖部分结构修饰

将醛基还原为羟基得到双氢链霉素(Dihydrostreptomycin)，其抗结核活性与链霉素相似，但耳聋的毒性则非常大。将醛基氧化为羧基或转换为烯夫碱衍生物，都为失活衍生物，将链酶糖的甲基氧化为甲烯醇羟基，虽为活性物但与Streptomycin比较无优点可言。对葡萄糖胺部分的胺甲基进行修饰，无论是去甲基还是用大的烃基取代甲基都降低其活性，将链酶胍部分的胍基从分子中移去或进行结构修饰都降低抗结核活性。2.大环内酰胺类抗生素大环内酰胺类为由链丝菌(Streptomycesmediterranei)发酵产生的一类抗生素，其中研究较多的为RifamycinB，O，S，SV和X。化学结构为27个碳原子的大环内酰胺，环内含一个萘核构成平面芳香核部分与立体脂肪链相连形成桥环。它们均为碱性，性质不稳定。Rifamycins进行结构改造RifamycinsSV与1-甲基-4-氨基哌嗪形成的腙，得到其半合成衍生物利福平(Rifampin)，其抗结核活性比Rifamycins高32倍，但其耐药性出现较快。利福定为Rifampin哌嗪环上的甲基被异丁基取代的衍生物，其的抗菌谱与Rifampin相似，对结核杆菌和麻风杆菌有良好的抗菌活性。当其用量仅为Rifampin的1/3时，可获得近似于或高于Rifampin的疗效，而且与Rifampin相比口服吸收好，毒性低。Rifapentine为Rifampin哌嗪环上的甲基被环戊基取代的衍生物，抗菌谱与Rifampin相似，但其抗结核杆菌作用比Rifampin强2-10倍。（1）作用机制利福霉素类抗生素能与分支杆菌的依赖(于)DNA的RNA聚合酶(DNA-dependentRNApolymerase,DDRP)的β-亚单位结合，形成稳定的复合物，抑制该酶的活性，阻断RNA合成中的链起始,导致RNA合成的抑制。，利福霉素萘核π-π键合到DDRP蛋白的芳香氨基酸的芳核上。DDRP是一个含有两个锌原子的金属酶。利福霉素C-1和C-8上氧原子与酶分子中锌原子螯合，增加了利福霉素对DDRP的结合力，在利福霉素分子中的C-21和C-23上的氧和DDRP形成较强的氢键，也增加了利福霉素对DDRP的结合。这种结合导致了RNA合成的抑制。细菌对此类抗生素可迅速产生耐药性，RNA多聚酶β-亚单位rpoB基因发生突变后，利福霉素不能与RNA聚合酶结合，是产生耐药性的原因。（2）构效关系1.在Rifamycins的1，8，21和23位应存在游离羟基。2.这些游离羟基在一个平面上，并且对与DDRP结合有着十分重要的作用（参见作用机制部分）。3.Rifamycins的C-21和C-23羟基乙酰化物无活性。4.大环上的双键被还原后，其活性降低。5.将大环开环也将失去其抗菌活性。双键被还原或大环开环后，利福霉素的构象发生改变，从而影响与DDRP结合，使其活性降低或失去其抗菌活性。6.在C-3上引进不同取代基往往使抗菌活性增加，亚胺基、肟、腙等取代基的引入使抗菌活性显著提高。这与引入取代基后，通透性改变，易于转运透过细菌细胞壁有关。利福平Rifampin理化性质本品为鲜或暗红色结晶性粉末，无臭，无味。可溶于甲醇，几乎不溶于水。经不同溶剂重结晶得两种晶型，1-型结晶稳定性较好，抗结核活性也高。本品遇光易变质，水溶液易氧化损失效价。Rifampin分子中含1，4-萘二酚结构，其酚羟基的酸性在pKa~1.7，而哌嗪部分的碱性pKa7.9。Rifampin在碱性条件下易氧化成对醌型化合物。其醛缩氨基哌嗪在强酸中易在C=N处分解，成为缩合前的3-甲酰基利福霉素SV和氨基哌嗪二个化合物。故本品酸度应在pH4~6.5范围内。体内代谢Rifampin体内主要代谢为C-25的酯键水解，生成去乙酰基利福平，它虽然仍有抗菌活性，但仅为Rifampin的1／8~1／10。可在尿中发现去乙酰化物与葡萄糖醛酸的结合物。Rifampin的另一个代谢物为其水解物3-甲酰基利福霉素SV。它虽然有抗菌活性，但比Rifampin低。3.其它抗结核抗生素其它抗结核的抗生素为环丝氨酸(Cycloserine)和紫霉素(Viomycin)及卷曲(卷须)霉素(Capreomycin)。Cycloserine为从链霉菌(stretomycesorchidaceus)中分离出的二线抗结核药物，天然的环丝氨酸为D-(+)-异构体，它的作用机理为抑制D-丙氨酸消旋酶(D-alanineracemase)和D-丙氨酸连接酶(D-alanineligase)，D-丙氨酸是细菌细胞壁中肽聚糖的重要成分，分支杆菌能够利用天然的存在L-丙氨酸并且经D-丙氨酸消旋酶将L-丙氨酸转为D-丙氨酸，生成的D-丙氨酸两分子在D-丙氨酸连接酶作用下偶联形成D-丙氨酸-D-丙氨酸复合物，此复合物为构成分支杆菌细胞壁的肽聚糖的重要成分。Cycloserine是D-丙氨酸的刚性类似物，因此可竞争性抑制D-丙氨酸与D-丙氨酸消旋酶及D-丙氨酸连接酶结合，从而干扰肽聚糖的合成，Cycloserine耐受性的产生原因是因为D-丙氨酸消旋酶的超量表达。第四节抗真菌药物(AntifugalDrugs)抗真菌药物按结构分类为①作用于真菌膜上麦角甾醇的药物②麦角甾醇生物合成抑制剂-唑类抗真菌药物③麦角甾醇生物合成抑制剂-烯丙基胺和鲨烯环氧化酶抑制剂④不影响膜上麦角甾醇的药物。一、作用于真菌膜上麦角甾醇的药物分子内都含有亲脂大环内酯环，此环含有四、五、六或七个共轭双键的发色团。且连有一个氨基糖多烯类抗生素在水和一般有机溶剂中的溶解度较小，只是在二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、吡啶等极性溶剂中溶解度较大。其主要代表药物有制霉菌素A1(NystatinA1)、匹马霉素(Pimaricin)、两性霉素B(AmphotericinB)、哈霉素(Hamycin)和曲古霉素(Trichomycin)。两性霉素B

AmphotericinB

AmphotericinB结构中有一氨基和羧基，故兼有酸碱两性。多烯类抗生素主要用于深部真菌感染，此类抗生素与真菌细胞膜上的甾醇结合，损伤膜的通透性，导致细菌细胞内钾离子、核苷酸、氨基酸等外漏，破坏正常代谢而起抑菌作用。除支原菌外，细胞上缺少甾醇的细菌不能被多烯类抗生素所作用。游离甾醇和细胞膜上甾醇竞争多烯类抗生素，而使多烯类抗生素作用减少。哺乳动物细胞膜上的甾醇主要为胆甾烷醇，经常使用Amphotericin等多烯类抗生素，可以使其对含有麦角甾醇囊的亲和力大于对含有胆甾醇囊亲和力的十倍。多年来临床使用的静脉注射用Amphotericin，一直为去氧胆酸和磷酸缓冲液组成的胶体制剂，因此，该药有许多副作用，最严重的为低血钾和末梢管状酸中毒，使用脂质复合制剂后，其肾毒性已经降低许多，具有很好的耐受性。二、麦角甾醇生物合成抑制剂-唑类抗真菌药物唑类抗真菌药物主要有咪唑类和三氮唑两类结构，咪唑类抗真菌药物的代表药物为噻康唑(Tioconazole)、益康唑(Econazole)、酮康唑(Ketoconazole)、奥昔康唑(Oxiconazole)、噻康唑(Tioconazole)、硫康唑(Sulconazole)。三氮唑的代表药物有特康唑(Terconazole)、氟康唑(Fluconazole)和伊曲康唑(Itracinazole)。克霉唑

咪康唑

EconazoleTioconazole唑类抗真菌药物通过抑制真菌细胞色素P-450，P-450能催化羊毛甾醇14位脱α-甲基成为麦角甾醇，唑类药物抑制甾醇14α-脱甲基酶，导致14-甲基化甾醇的积累，诱导细胞的通透性发生变化，膜渗透细胞的结构被破坏，继而造成真菌细胞的死亡。唑类抗真菌药物环上3位氮原子与血红素辅基中3价铁离子结合，阻止了用于插入羊毛甾醇的氧活化。唑类抗真菌药物的活性不仅可以通过和血红素铁离子结合的强度来评价，也可以通过1位氧原子上取代基对细胞色素的脱辅蛋白质的亲和力来确定。鉴于人体内普遍存在P-450酶系，该类药物也可以与人体内其他的P-450酶系的血红蛋白辅基Fe原子配位结合，这是该类药物存在一定肝肾毒性的重要原因。结构与活性关系1.分子中的氮唑环(咪唑或三氮唑)是必须的，咪唑环的3位或三氮唑的4位氮原子与血红素铁原子形成配位键，竞争抑制酶的活性，当被其他基团取代时，活性丧失。比较咪唑和三氮唑类化合物可以发现三氮唑类化合物的治疗指数明显优于咪唑类化合物。2.氮唑上的取代基必须与氮杂环的1位上的氮原子相连。3.Ar基团上取代基中苯环的4位取代基有一定的体积和电负性，苯环的2位有电负性取代基对抗真菌活性有利。4.R1、R2上取代基结构类型变化较大，其中活性最好的有两大类；R1、R2形成取代二氧戊环结构，成为芳乙基氮唑环状缩酮类化合物，代表性的药物有Ketoconazole、Itracinazole。该类药物的抗真菌活性较强，但由于体内治疗时肝毒性较大，而成为目前临床上首选的外用药；R1为醇羟基，代表性药物为Fluconazole，该类药物体外无活性，但体内活性非常强，是治疗深部真菌病的首选药。5.该类化合物的立体化学；氮唑类抗真菌药对立体化学要求十分严格，情况是在3-三唑基-2-芳基-1-甲基-2-丙醇类化合物中，(1R,2R)立体异构与抗真菌活性有关。氟康唑Fluconazolea-(2,4-二氟苯基)-a-(1H-1,2,4-三氮唑-1-基甲基)-1H-1,2,4-三氮唑-1-基乙醇(a-(2,4-Difluorophenyl)-a-(1H-1,2,4-triazol-1-ylmethyl)-1H-1,2,4-triazole-1-ethanol)。Fluconazole是根据咪唑类抗真菌药物构效关系研究结果，以三氮唑替换咪唑环后，得到的抗真菌药物。它与蛋白结合率较低，且生物利用度高并具有穿透中枢的特点。Fluconazole对新型隐球菌、白色念珠菌及其他念珠菌、黄曲菌、烟曲菌、皮炎芽生菌、粗球孢子菌、荚膜组织胞浆菌等有抗菌作用Fluconazole对真菌的细胞色素P-450有高度的选择性，它可使真菌细胞失去正常的甾醇，而使14-甲基甾醇在真菌细胞内蓄积，起到抑制真菌的作用Fluconazole的合成三、麦角甾醇生物合成抑制剂-烯丙基胺和鲨烯环氧化酶抑制剂1981年发现了萘替芬(Naftifine)为烯丙胺类结构的抗真菌药物，具有较高的抗真菌活性，局部使用治疗皮肤癣菌病的效果优于Clotrimazole和Econazole，治疗白色念珠菌病效果同Clotrimazole。由于其良好的抗真菌活性和新颖的结构特征，而受到重视。继而又发现抗真菌活性更高，毒性更低的特比萘芬(Terbinafine)和布替萘芬(Butenafine)。Terbinafine与Naftifine相比，其抗菌谱更广，抗真菌作用更强，不仅可以外用，还可以口服。Butenafine则对发癣菌，小孢子菌和表皮癣菌等皮肤真菌具有较强的作用。且经皮肤、角质层渗透迅速，潴留时间长，24小时仍可保留高浓度。四、不影响膜上麦角甾醇的药物第五节抗病毒药物AntiviralAgents

抗病毒药物分类：三环胺类（金刚烷胺）核苷类（利巴韦林、阿昔洛韦）其它类（膦甲酸钠）金刚烷胺类

Amantadine为一种对称的三环状胺，它可抑制病毒颗粒穿入宿主细胞，也可以抑制病毒早期复制和阻断病毒的脱壳及核酸宿主细胞的侵入利巴韦林Ribavirin化学名为1-b-D-呋喃核糖基-1H-1，2，4-三氮唑-3-羧酰胺（1-b-D-ribofuranosyl-1H-1,2,4-triazole-3-carboxamide）。又称为三氮唑核苷，病毒唑（Virazole）利巴韦林（Ribavirin）于1972年由美国加州核酸研究所首先报道。该研究所J.T.Witkowski等人发现核糖核苷抗生素吡唑呋喃菌素（Pyrazomycin）、间型霉素（Formycin）和焦土霉素（Showdomycin）除了有抗菌活性外，在体外还有一定的抗病毒活性，但是其抗病毒活性不高或抗病毒谱很窄在体外还有一定的抗病毒活性，但是其抗病毒活性不高或抗病毒谱很窄，于是根据这些结构合成了一系列的b-D-呋喃核糖的咪唑和1，2，4-三氮唑核苷的衍生物。后来经体外动物实验表明，其中Ribavirin对呼吸道合疱病毒、流感病毒、甲肝病毒、腺病毒等多种RNA和DNA病毒均有明显抑制作用，是一种效果良好的广谱抗病毒药物Ribavirin进入被病毒感染的细胞后迅速被磷酸化，其产物作为病毒合成酶的竞争性抑制剂，抑制肌苷单磷酸脱氢酶、DNA多聚酶、流感病毒RNA聚合酶和mRNA鸟苷转移酶，从而引起细胞内鸟苷三磷酸的减少，损害病毒RNA和蛋白合成，使病毒复制与传播受抑制。X-射线晶体衍射也表明，Ribavirin的晶体构象与鸟嘌呤核苷非常相似。Ribavirin的构效关系Ribavirin的合成齐多夫定Zidovudine化学名3′-叠氮-3′-脱氧胸腺嘧啶（3′-Azido-3′-deoxythymidine）又名叠氮胸苷（Azidethymidine）缩写AZT，商品名：克度；立妥威（Retrovir）齐多夫定（Zidovudine）1964年首次合成。曾是一个抗癌剂，后来被证明具有抗鼠逆转录酶活性。1972年被用于抑制单纯疱疹病毒复制的研究。1984年发现其对人免疫缺陷病毒（HumanImmuno-DeficiencyVirus，HIV）有抑制作用。1987年被批准作为第一抗艾滋病毒药物上市获得性免疫缺陷综合症，又称艾滋病（AIDS），是一种被称为人类免疫缺陷病毒（HIV）感染所引起的。当HIV进入宿主细胞后，逆转录酶就会利用病毒的RNA合成DNA，所合成的DNA模板通过整合酶的作用装配到宿主基因中去。HIV病毒基因通过gag，pol，env基因得以编码。其编码遵循宿主细胞转录机制并被病毒基因所控制。聚蛋白在前基因组55位gag基因和160位pol基因的作用下合成。这种gag和pol的产物在一种被病毒自身编码片段（P17，P24，P7和P6）的蛋白酶作用下就产生了易感染的病毒微粒。在病毒的复制过程中，逆转录酶、整合酶和蛋白酶是关键的三个酶，任何一个酶的失活都将会阻碍病毒的复制。目前的所有抗HIV药物都是与作用于这三个酶中某一个酶有关核苷类逆转录酶抑制剂（NucleosideReverseTranscriptaseInhibitors，NRTIs）是合成HIV的DNA逆转录酶底物脱氧核苷酸的类似物，在体内转化成活性的三磷酸核苷衍生物，与天然的三磷酸脱氧核苷竞争性与HIV逆转录酶（RT）结合，抑制RT的作用。阻碍前病毒的合成。Zidovudine在细胞内需要转化为活性三磷酸齐多夫定（AZTTP）才能发挥作用。AZTTP是HIV-1逆转录酶底物的竞争性抑制剂。由于其结构3′-位为叠氮基，当它们结合到病毒DNA链的3′末端时，不能再进行5′-3′磷酸二酯键的结合，终止了病毒DNA链的延长。AZTTP对HIV-1逆转录酶的亲和力比细胞DNA聚合酶强100倍，故其抗病毒作用有高度选择性。

Zidovudine在使用过程中，会产生耐药性，分子生物学研究表明其耐药性与HIV-1合成逆转录酶的pol基因区发生多点突变有关。Larder等从接受Zidovudine治疗初期的不同艾滋病人血样中分离的病毒株，由其合成逆转录酶的pol基因区核苷酸序列推导出氨基酸序列。结果发现第67，70，215，219位都分别为天冬氨酸（Asp），赖氨酸（Lys），苏氨酸（Thr），Lys。而从接受Zidovudine治疗后的病人血样中分离的HIV-1中测得的氨基酸序列第67位的Asp变为天冬酰胺（Asn），第70位的Lys变为精氨酸（Arg），第215位的Thr变为苯丙氨酸（Phe）或酪氨酸（Tyr），第219位Lys变为谷氨酰胺（Gln）。这4个氨基酸都位于PT的氨基末端，具有识别核苷酸和多聚酶的功能。这一发现揭示了Zidovudine耐药的分子机理Zidovudine的合成阿昔洛韦Acyclovir化学名9-（2-羟乙氧基甲基）鸟嘌呤（2-Amino-1,9-dihydro-9-[(2-hydroxyethoxy)methyl]-6H-purin-6-one）Acyclovir的作用机制三个阶段：①在细胞内由病毒的胸苷激酶迅速转化为活性的Acyclovir单磷酸酯。与正常细胞的底物相比是一个非常弱的胸苷激酶底物。②Acyclovir三磷酸酯的浓度比细胞内DNA聚合酶浓度低许多时，就能完全抑制病毒的DNA聚合酶。③在疱疹病毒感染细胞内，由于优先吸收Acyclovir比正常细胞快。

Acyclovir的代谢Acyclovir的合成开环的核苷类抗病毒药物HIV蛋白酶抑制剂第六节抗寄生虫药AntiparasiticDrugs抗肠虫药抗血吸药抗疟原虫药驱肠虫药阿苯达唑Albendazole

化学名[5-（丙硫基）-1H-苯并咪唑-2-基]氨基甲酸甲酯[5-(Propylthio)-1H-benzimidazol-2-yl]carbamicacidmethylesterAlbendazole是对四咪唑衍生物的研究后所得的驱虫药。四咪唑的左旋体为左旋咪唑（Levamizole）为一种广谱的驱肠虫药。实验证明此药可选择地抑制虫体肌肉中的琥珀酸脱氢酶，使延胡素酸不能还原为琥珀酸，从而影响虫体肌肉的无氧代谢，减少能量的产生。虫体肌肉麻痹后，虫随粪便排出体外，其活性为混旋体的1~2倍，但毒性及副作用较低，另外，左旋咪唑也是一种免疫调节剂，可使细胞免疫力较低者得到提高。保留四咪唑分子中的咪唑环，将氢化噻唑环打开，得到阿苯达唑、甲苯达唑（Mebendazole）奥苯达唑（Oxibendazole）等广谱驱肠虫药

抗血吸虫病药抗疟药

疟原虫的生命周期和抗疟药物的作用环节

1.原发性红细胞外期：感染疟原虫的按蚊叮咬健康人体时，将其唾液中的子孢子输入人体，约在30min内子孢子侵入肝细胞，便开始红细胞前期的发育和裂殖体的繁殖，经过约10~14d，生成大量的裂殖体。在此期间为疟疾的潜伏期，无症状发生。乙胺嘧啶对此阶段疟原虫有杀灭作用，可预防疟疾的发生。

2.红细胞内期：在红细胞外期肝脏中产生的裂殖子破坏肝细胞而进入血液，侵入红细胞，先发育成滋养体，再成为裂殖子。最后破坏红细胞，所释放的裂殖子及代谢物加之红细胞被破坏时产生的变性蛋白质，刺激机体而引起寒颤、高热等疟疾症状，而从红细胞内溢出的裂殖子又反复进入红细胞进行发育。如此周而复始，每当疟原虫完成一个无性生殖周期，其症状即发作一次。按完成无性生殖周期的不同分为恶性疟(36~48h)、间日疟(48h)、三日疟(72h)。对此期疟原虫有杀灭作用的药物为氯喹(Chloroquine)、奎宁(Quinine)、青蒿素(Artemisinin)等。3.继发性红细胞外期：间日疟存在两种子孢子亚型，既速发型子孢子和迟发型子孢子；两种子孢子同时进入肝细胞，速发型子孢子完成红细胞外期后，全部由肝细胞释放，进入红细胞内期；而迟发型子孢子则是在处于休眠状态一段时间后，才进行红细胞外期的繁殖并进入血液释放裂殖子，引起疟疾的复发。此阶段有效抗疟药物为伯氨喹(Primaquine)。疟疾的预防和治疗药物用于预防和治疗疟疾的药物按其结构可以分为喹啉类青蒿素类嘧啶类喹啉类抗疟药物喹啉类抗疟药物历史悠久、种类较多，在抗疟药物中举足轻重。按其结构可将喹啉类抗疟药进一步分为4-喹啉甲醇类4-氨基喹啉类8-氨基喹啉类1．4-喹啉甲醇类：此类药物的代表药物为奎宁(Quinine)，是一种生物碱，早在17世纪就知道金鸡纳树皮可以治疗发热和疟疾，1820年从金鸡纳树皮中提取得到了奎宁。它对红细胞内期的疟原虫有较强的杀灭作用，可控制疟疾的症状。奎宁在体内的代谢主要发生在喹啉环的2位，其代谢物抗疟作用很小因此，将此位置封闭，得到能杀死裂殖体的高效抗疟药物甲氟喹(Mefloquine)，该药有两个手性中心，但四个光学异构体活性均相同，因此临床上使用外消旋体。主要用于对氯喹和对多种药物耐药的疟疾的预防和治疗4-喹啉甲醇类抗疟药还包括用其他稠环代替喹啉环而得到的本芴醇(Lumefantrine，Benflumetol)和卤泛群(Halofantrine)，两者都可用于对Chloroquine呈耐药性的疟原虫感染MefloquineLumefantrine

Lumefantrine

奎宁(Quinine)化学名

(8

,9R)-6'-甲氧基-脱氧辛可宁-9-醇（(8

,9R)-6'-Methoxycinchonan-9-ol）从金鸡纳树皮中除得到Quinine外，还得到了奎尼丁(Quinidine)、辛可宁(Cinchonine)和辛可尼定(Cinchonidine)。其绝对构型分别为Quinine(3R：4S：8S：9R)，奎尼丁(3R：4S：8S：9S)，辛可宁(3R：4S：8S：9S)，辛可尼定(3R：4S：8S：9R)QuinineQuinidineCinchonidineCinchonine

（3R:4S:8S:9R）（3R:4S:8S:9S）（3R:4S:8S:9R）（3R:4S:8S:9S）奎宁代谢将奎宁的仲醇基与氯甲酸乙酯反应，生成奎宁碳酸乙酯，此药为奎宁的前药，称为优喹宁(Euquinine)，又称无味喹宁。其不再具有奎宁的苦味，但仍保留抗疟作用，口服后在消化道内水解转化为奎宁

奎宁和奎尼丁都是低治疗指数和容易引起中毒的药物。这种毒性反应称为金鸡纳反应，主要表现为恶心、呕吐、耳鸣、头痛、听力和视力减弱，甚至发生暂时性耳聋。低血糖是使用金鸡纳生物碱后易发生的另一个较为严重的症状，其原因为金鸡纳生物碱能刺激胰腺释放胰岛素

2．4-氨基喹啉类将4-氨基喹啉引入碱性侧链所得的衍生物对裂殖原虫具明显的速效杀虫作用，其中最为突出的为氯喹(Chloroquine)。虽然在世界上多数地区已经出现了对Chloroquine呈耐药性的恶性疟原虫，但至今对三日疟原虫和卵形疟原虫都十分有效，对间日疟原虫，也保持了较高的治疗价值。将Chloroquine的1-甲基-4-二乙氨基丁氨基侧键改成取代氨酚侧链，得到咯萘啶(Malaridine,Pyronaridine)，它能有效杀灭裂殖体，抗疟疗效显著并且对对氯喹呈耐药性的疟原虫的感染有效氯喹的另一个衍生物为哌喹(Piperaquine)，其抗疟作用与Chloroquine类似，经口服吸收后，先贮存于肝脏，再缓慢地释放进入血液，故作用时间比Chloroquine更为持久，临床上常用于疟疾症状的抑制性预防。将Chloroquine分子侧链乙氨基中氮上的乙基以羟乙基取代后可得到羟基氯喹(Hydroxychloroquine),也具有较好的抗疟作用。Chloroquine及Hydroxychloroquine也可用于治疗风湿性疾病ChloroquineHydroxychloroquineMalaridine

Piperaquine

磷酸氯喹(ChloroquinePhosphate)化学名N4-(7-氯-4-喹啉基)-N1,N1-二乙基-1,4-戊二胺二磷酸盐（N4-(7-Chloro-4-quinolinyl)-N1,N1-diethyl-1,4-pentanediaminediphosphate）

氯喹的合成3．8-氨基喹啉类：在第二次世界大战期间，金鸡纳树皮的供应受到干扰，故开展了对喹啉类衍生物抗疟作用的各种研究，在8-氨基喹啉衍生物中，伯氨喹(Primaquine)较为突出，能杀灭人体血液中各型疟原虫的配子体，并对良性疟及红细胞外期的裂殖子也有较强的杀灭作用，故作为防止疟疾复发和传播的首选药物。（二）青蒿素类抗疟药物青蒿素(Artemisinin)为我国科学家在1971年首次从菊科植物黄花蒿(AremisiaannuaLinn)中分离提取的具有过氧键的倍半萜内酯新结构类型的抗疟药物，对疟原虫红细胞内型裂殖体有高度的杀灭作用，对抗氯喹株恶性疟原虫引起的感染同样具高效、迅速的抗疟作用，是目前用于临床的各种抗疟药中起效最快的一种，但具有口服活性低、溶解度小、复发率高、半衰期短等缺点因此，以其为先导化合物相继合成或半合成了大量的衍生物。其中将C-10羰基还原得到的双氢青蒿素(Dihydroartemisinin)，抗疟作用比Artemisinin强一倍，它也是Artemisinin在体内的还原代谢物ArtemisininDihydroartemisininArtemether双氢青蒿素经醚化后可得蒿甲醚(Artemether)、蒿乙醚(Arteether)，其构型均为β-构型。Artemether与Artemisinin的抗疟作用方式相似，与氯喹几乎无交叉耐药性。蒿乙醚对耐氯喹原虫株的作用比Artemisinin高。为解决Artemisinin水溶性低的缺点，将Dihydroartemisinin进行酯化后得Artemisinin的琥珀酸酯称为青蒿琥酯(Artesunat)，为β-构型，作用强度与Chloroquine相当，但起效快，其钠盐水溶液不稳定，可制成粉针临用时配制成水溶液用于静脉注射。作用强度与Chloroquine相当，但起效快，适用于抢救脑疟和危重昏迷的疟疾病人。双氢青蒿素的醚、酯和羧酸衍生物都具有抗疟活性ArteetherArtesunatArtemisinin的结构与活性关系①、内过氧化结构的存在对活性是必需的，脱氧青蒿素(双氧桥被还原为单氧)就完全丧失了抗疟活性。②、虽然内过氧化结构对产生抗疟活性是必须的，但只有内过氧桥还不能产生足够的抗疟活性，Artemisinin抗疟活性的存在归于内过氧化桥-缩酮-乙缩醛-内酯的结构以及在1,2,4-三氧杂环己烷的5位氧原子的存在。③、进一步的研究表明，疏水基团的存在和过氧化结构的位置对其活性至关重要。在其分子中引入亲水性基团并使其极性增大，则导致抗疟活性减小。在很多Artemisinin衍生物中，都可以看到为保持和增加抗疟活性，一定的亲脂性是非常重要的。④、10位的羰基对于保持抗疟活性并不是至关重要的，可被还原为羟基及进一步烃化。⑤、9位取代基及其立体构型对活性有较大的影响，由于对过氧化结构存在立体障碍，当甲基由R型转为S型，则抗疟活性降低；同样原因，将6元环变为7元环，由于构型改变，活性也降低。（三）嘧啶类抗疟药物利用疟原虫不能利用环境中的叶酸和四氢叶酸，必须自身合成叶酸并转变为四氢叶酸的特点，选择二氢叶酸还原酶抑制剂作为抗疟药物，其代表药物为乙胺嘧啶(Pyrimethamine)，由于对多数的疟原虫有较强的抑制作用，故临床上多作为预防药物。另一个二氢叶酸还原酶抑制剂为硝喹(Nitroquine)，同样具有对疟疾的预防和治疗作用抗生素的作用机制

1.干扰细菌细胞壁合成2.损伤细菌细胞膜3.抑制细菌蛋白质合成4.抑制细菌核酸合成5.增强吞噬细胞的功能1.干扰细菌细胞壁合成细菌细胞壁具有维持细菌正常外形的功能，若出现缺损。则细菌便膨胀，变形、破裂、自溶而死亡。细胞壁的主要结构成分为胞壁粘肽，由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，磷霉素、环丝氨酸可阻碍胞浆内粘肽前体N-乙酰胞壁酸的形成；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，此外，结核分支杆菌细胞壁含结核环脂酸，异烟肼和乙硫异烟胺能抑制结核环酸合成酶，是细胞壁结核环脂酸减少，这些作用均能使细胞壁产生缺损。2.损伤细菌细胞膜

细菌细胞膜主要有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。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，使细胞膜完整性受损，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。

3.抑制细菌蛋白质合成细菌的核蛋白体为70s，有30s和50s亚基组成，不同于真菌核细胞的核蛋白体。后者为80s，有40s和60s亚基组成。某些抗生素对细菌的核蛋白体具有高度选择性。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，从而抑制细菌蛋白质合成，影响或中止细菌的生长繁殖。4.抑制细菌核酸合成利福平能抑制DNA依赖的RNA聚合酶，影响mRNA的转录。灰黄酶素的化学结构类似于鸟嘌呤，能进入DNA分子干扰DNA的合成。5.增强吞噬细胞的功能头孢地嗪、亚胺培南能增强中性粒细胞的趋化，吞噬和杀菌能力。抗生素按化学结构可分类：1，β-内酰胺类；2，四环类；3，氨基糖苷类；4，大环内酯类；5，其他类第一节β-内酰胺类抗生素(β-LactamAntibiotics)一、基本结构特点和作用机理(CharacteristicofstructureandMechanismofAction)1.

-内酰胺抗生素的分类β-内酰胺类抗生素的基本结构：

青霉素类头孢菌素类碳青霉烯类头霉素类单环β-内酰胺类2.β-内酰胺类抗生素的化学结构的特点①．分子内有一个四元的β-内酰胺环，除了单环β-内酰胺外，该四元环通过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-为碳都有一个酰胺基侧链。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，⑤．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基的手性碳原子有关，旋光异构体间的活性有很大的差异。3.β-内酰胺类抗生素的作用机理细胞壁生物合成示意图4.β-内酰胺抗生素的耐药性及耐药机制5.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。二、青霉素类(Penocillins)

青霉素G青霉素X青霉素V青霉素F双氢青霉素F青霉素N青霉素K青霉素Benzylpenicillin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，5S，6R)-3，3-Dimethyl-6-(2-Benzylacetamido)-7-oxo-4-thia-1-azabicyclo[3.2.0]heptane-2-carboxylicacid)。青霉素G(PenicillinG)。青霉素的化学性质及特点

酸性条件下

碱性条件下

青霉素的前体药物苄星西林

(二)、半合成青霉素青霉素的缺点：不耐酸、不耐酶、抗菌谱窄及过敏反应半合成青霉素类分类：耐酸青霉素耐酶青霉素广谱青霉素青霉素与β-内酰胺酶抑制剂的复合物。1.耐酸青霉素天然青霉素中青霉素V可以口服，不易被胃酸破坏。说明具有耐酸性质，虽其抗菌活性低于青霉素G,但其耐酸的性质值得注视。它的结构与青霉素G的差别是6位酰胺基上是苯氧甲基，为吸电子基团，可降低羟基上的电子密度，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，根据同系物原理设计合成了在酰胺基α位引入O、N、X等电负性原子的衍生物。

阿度西林非奈西林丙匹西林2.耐酶青霉素甲氧西林萘夫西林

苯唑西林系列美西林

匹美西林

3.广谱青霉素

青霉素N氨苄西林阿莫西林羧苄西林磺苄西林

哌拉西林阿帕西林美洛西林替莫西林福米西林匹氨西林阿莫西林Amoxicillin化学名为(2S，5R，6R)-3，3-二甲基-6-[(R)-(-)-2-氨基2-(4-羟基苯基)乙酰氨基]-7-氧代-4-硫杂-1-氮杂双环[3.2.0]庚烷-2-甲酸三水合物((2S，5S，6R)-3，3-Dimethyl-6-[(R)-(-)-2-amino-2-(4-hydroxyphenyl)acetamido]-7-oxo-4-thia-1-azabicyclo[3.2.0]heptane-2-carboxylicacidtrihydrate)。又名羟氨苄青霉素。化学稳定性各种糖类(葡萄糖和葡聚糖)和多元醇在碱性条件下均能加速其分解，发生分子内成环反应，生成2，5-吡嗪二酮。因此不宜采用葡萄糖溶液作为稀释剂(三)、青霉素的构效关系1.6位的侧链主要决定其抗菌谱。改变其极性，使之易于透过细胞膜可以扩大抗菌谱。例如，在芳环乙酰氨基的α位上引入极性-NH2、-COOH和-SO3H的亲水性基团，可扩大抗菌谱。基团的亲水性越强有利于对革兰氏阴性菌抑制作用并能增强对青霉素结合蛋白的亲合力。2.在分子中适当的部位增加立体障碍的基团，如在侧链引入立体因素较大基团和在6位引入甲氧基或甲酰氨基。因其立体效应降低对钝化酶的结构适应性，保护β-内酰胺环不被β-内酰胺酶进攻，而得到耐酶抗生素；3.青霉素噻唑环上的羧基是基本活性基团,虽然可被硫代酸或酰胺取代但活性降低，当羧基被还原为醇时，失去抗菌活性。对其羧基可利用前药原理进行结构修饰，以增加口服吸收和改善药物代谢动力学性质。4.青霉烷酸分子中的三个手性碳的构型对其活性是至关重要的，但噻唑环上的二个甲基不是保持活性的必要基团。(四)、半合成青霉素的方法6-氨基青霉烷酸半合成青霉素的方法1.酰氯法：2.酸酐法

3.DCC法4.固相酶法用具有催化活性的酶，将其固定在一定的空间内，催化侧链与6-APA直接缩合，此法工艺简单，收率高。但保证酶的催化活性是关键问题

三、头孢菌素类(Cephalosporins)(一)、天然头孢菌素头孢菌素是从青霉菌近源的头孢菌属(Cephalosporium)真菌中分离出含有

-内酰胺环并氢化噻嗪环的抗生素，天然的头孢菌素有三种化合物，即头孢菌素C、N和P。头孢菌素P抗菌活性中等，但耐药性强。头孢菌素N抗菌活性较低，而头孢菌素C的抗菌谱广、毒性较小。但由于抗菌活性与其半合成头孢菌素的活性无法比拟，所以在临床上几乎没有应用。头孢菌素稳定性(二)、半合成头孢菌素的分类和其结构特征第一代头孢菌素：头孢唑林(Cefazolin)头孢噻啶(Cefaloridine)头孢匹林(Cephapirin)头孢噻吩(Cefalothin)头孢乙腈(Cefacetrile)第一代头孢菌素虽耐青霉素酶，但不耐ß-内酰胺酶，主要由于耐青霉素酶的金黄色葡萄球菌等敏感革兰阳性球菌和某些革兰阴性球菌的感染。

头孢氨苄(Cefalexin)头孢羟氨苄(Cefadroxil)头孢拉定(Cefradinel)第二代头孢菌素头孢尼西(Cefonicid)头孢呋辛(Cefuroxime)头孢丙烯(Cefprozil)

头孢雷特(Ceforanide)头孢替坦(Cefotatan)氯碳头孢(Loracarbef)第二代头孢菌素的特点第二代头孢菌素与第一代头孢菌素在化学结构上没有明显的区别，但对多数ß-内酰胺酶稳定，抗菌谱较第一代广，对革兰氏阴性菌的作用较为第一代强，但抗革兰氏阳性则较第一代低。第三代头孢菌素头孢噻肟(Cefotaxime)头孢唑肟(Ceftizoxime)头孢曲松(Ceftriaxone)头孢他啶(Ceftazidime)头孢哌酮(Cefoperazone)头孢克肟(Cefixime)头孢噻腾(Ceftibuten)头孢地尼(Cefdinir)头孢泊肟酯(Cefpodoximeproxetil)第三代头孢菌素的特点第三代头孢菌素的抗菌谱更广，对革兰氏阴性菌的作用活性强，但对革兰氏阳性菌的活性比第一代差，部分药物抗铜绿假单胞杆菌活性较强。第三代头孢菌素在其侧链的化学结构上具有明显的特征，以2-氨基噻唑-α-甲氧亚胺基乙酰基居多，由于亚胺基双键的引入，使其具有顺反异构，顺式体的侧链部分与ß-内酰胺环接近，因此具有对多数ß-内酰胺酶高度稳定性，而反式体的侧链部分与ß-内酰胺环距离较远，对ß-内酰胺酶多不稳定性。第四代头孢菌素头孢匹罗(Cefpirom)头孢吡肟(Cefepime)头孢唑兰(Cefozopran)头孢瑟利(Cefoselis)第四代头孢菌素的特点第四代头孢菌素在化学结构上的特征为在7位连有优异第三代头孢菌素共有的2-氨基噻唑-α-甲氧亚胺基乙酰基侧链和3位存在的季胺基团。其季胺基团与分子中羧基形成内盐。具有较低ß-内酰胺酶亲和性与诱导性，可通过革兰阴性菌外膜孔道迅速扩散到细菌周质并维持高浓度，对青霉素结合蛋白亲合力强。因此其抗菌活性更强，尤其是对金黄色葡萄球菌等革兰阳性球菌，并且对ß-内酰胺酶尤其是超广谱质粒酶和染色体酶稳定，穿透力高。头孢菌素类抗生素的结构改造1.7位酰胺基取代基是抗菌谱的决定基团，对其进行结构修饰，可扩大抗菌谱并可提高抗菌活性。β-内酰胺酶稳定性2.7位氢原子以甲氧基取代可增加β-内酰胺环的稳定性。3.环中的S原子可影响抗菌效力，将其改为碳或氧可提高抗菌活性。4.3位取代基即可提高抗菌活性，又能影响药物代谢动力学的性质。(三)、半合成头菌素构效关系①.7位侧链引入亲酯性基团，如苯环，噻吩，含氮杂环并在3位引入杂环，可扩大抗菌谱，增强抗菌活性。如第一代的头孢菌素的头孢噻吩、头孢噻啶、头孢唑林和头孢匹林。②.7位酰胺的α位引入亲水性基团-SO3H、-NH2、-COOH，可扩大抗菌谱得到广谱头孢菌素如头孢来星等，此类药物对绿脓杆菌的外壁有很高的渗透作用，此基团的引入既可增加了口服吸收，也极大地改变抗菌活性对酶的稳定性。若同时用-CH3、-Cl或含氮杂环取代基替代3位上的取代基，除改进口服吸收外还可使其对革兰氏阴性菌和绿脓杆菌都有效。③带有7-ß为顺式-甲氧亚胺基-2-氨噻唑的侧链可提高对ß-内酰胺酶的稳定性。并且由于增强了对革兰氏阴性菌外膜的渗