1．头孢菌素C

头孢菌素C是由与青霉菌近缘的头孢菌属真菌所产生的天然头孢菌素之一，其结构由D-a-氨基己二酸与7-氨基头孢烷酸（7-Amino-CephalosphoranicAcid,7-ACA）缩合而成。

7-ACA是抗菌活性的基本母核，由户内酰胺环与氢化噻嗪拼合而成。与青霉素类不稳定的结构相比，由于氢化噻嗪环中的双键与β-内酰胺环中的氮原子未共有电子对形成共軛，使β-内酰胺环趋于稳定，而且由于青霉素是四元一五元环稠合系统，而头孢菌素是四元一六元稠合系统，β-内酰胺环分子内张力较小，因此头孢菌素C对β-内酰胺酶高度稳定，具有耐酸、耐酶、毒性小、很少或无交叉过敏等优点，但它抗菌活性小，所以在临床上几乎没有应用。

2．半合成头孢菌素

半合成头孢菌素类抗生素具有抗菌谱广、活性强、毒副作用小的优点，是目前发展最快的一类抗生素，从20世纪60年代初首次用于临床以来，已有四代头孢菌素类抗生素问世。

3．半合成头孢菌素的结构改造

半合成头孢菌素是以头孢菌素C水解得到的7-ACA或以青霉素G扩环得到7-ADCA(7-氨基去乙酰氧基头孢烷酸三氯乙酯）为中间体，在7位或3位接上不同取代基得到。可进行结构改造的位置有四处：对工的结构改造：7-酰胺基部分是抗菌谱的决定性基团。7位侧链a-位引入亲水性基团-S03H，-NH2，-C00H时，可得到广谱头孢菌素。若同时结合3位的改造，可改进口服吸收。7位侧链引入亲脂性杂环取代基时，则能增强抗菌效力。7位侧链引入顺式厉时，则能增加耐酶性，同时扩大抗菌谱。

对I的结构改造：7位氢原子的改变会影响对β-内酰胺酶的稳定性。7位氢原子换成a-甲氧基时，空间位阻作用会影响药物和酶活性中心的结合。

对Ⅱ的结构改造：硫原子被生物电子等排体氧原子取代可以得到氧头孢烯结构；用-CH2取代时，可以得到碳头孢烯类。

对Ⅲ的结构改造：3位乙酰氧基的改变会影响药物动力学的性质和抗菌效力。用-CH3、-C1、硫代杂环等基团取代时，结合7位的结构改造可以得到头孢噻啶和头孢唑啉等；若具有氨噻肟结构的半合成头孢菌素继续进行结构改造，如在3位引入季铵基团，则得到的药物耐酶且扩大了抗菌谱。

4．半合成头孢菌素的一般合成方法

与半合成青霉素类似，半合成头孢菌素的合成是以7-氨基头孢烷酸（(7-ACA),7-氨基去乙酰氧基头孢烷酸（(7-ADCA）为原料，可用半合成青霉素相似的酰氯法、混合酸醉法、DCC法和固定化酶法，通过在3位和7位接上相应的取代基，可以得到疗效较好的半合成头孢菌素。

7-ACA,7-ADCA是抗菌活性的基本母核，它是以头孢菌素C为原料经过裂解而得，其方法有亚硝酰氯法、硅酯法和青霉素扩环法。

化学名为（(6R,7R)-3-甲基-7-[(R)-2-氨基-2-苯乙酰氨基]8-氧代-5-硫杂-1-氮杂双环[4.2.0]辛-2-烯-2-甲酸一水合物，又名先锋霉素Ⅳ号、头孢力新。

本品为白色或微黄色结晶性粉末；微臭。微溶于水，不溶于乙醇、氯仿或乙醚，水溶液的pH为3.5-5.5。

本品固态在干燥状态下较稳定，温度升高或湿度加大时易生成高聚物，从而引发过敏反应。水溶液在pH8.5以下较为稳定，pH9以上则迅速被破坏。
强酸、强碱、遇热和光能促使本品降解。

本品具有β-内酰胺环的共同鉴别反应。与茚三酮试液呈颜色反应。

本品可采用来源较广的青霉素钾为原料，用化学方法制得。

本品为第一代半合成可口服的头孢菌素，对革兰阳性菌作用较好，对革兰阴性菌作用较差，主要用于呼吸道、扁桃体炎、咽喉炎、脓毒症的感染，对尿路感染有特效。

化学名为（6R,7R)-3-[（乙酰氧基）甲基｝7-[2一氨基-4-噻唑基｝（甲氧亚氨基）乙酰氨基］-8-氧代-5-硫杂-1-氮杂双环［4.2.0]辛-2-烯-2-甲酸钠盐。
本品为白色、类白色或淡黄色结晶。易溶于水，微溶于乙醇，不溶于氯仿。

本品7位的侧链上。位是甲氧肠基，由于空间位阻作用，阻碍酶分子接近β-内酰胺环，保护其不易被酶破坏。β位是2-氨基噻唑基团，可以增强药物与细菌青霉素结合蛋白的亲和性。这两个基团的结合使该药物具有耐酶和广谱的特点。

【知识链接】头孢噻肟钠保存与剂型选择

头孢噻肟钠结构中的甲氧肪基通常是顺式构型，顺式异构体的抗菌活性是反式异构体的40-100倍。在光照的情况下，顺式异构体会向反式异构体转化，使疗效降低。因此本品通常需避光保存，并制成粉针，临用前加灭菌注射用水溶解后立即使用。

本品为第三代头孢菌素的衍生物。对革兰阴性菌的抗菌活性高于第一代、第二代，尤其对大肠杆菌作用强。对大多数厌氧菌有强效抑制作用。用于治疗敏感细菌引起的败血症、呼吸道和泌尿道等感染。