抗生素类药物是由细菌、霉菌或其他微生物产生的次级代谢产物或人工合成的类似物，对各种病原微生物有强力的抑制作用或杀灭作用。抗生素主要来源是生物合成（发酵），少数利用化学合成或半合成制得。半合成抗生素与发酵抗生素相比，具有更多的优点，因为通过结构改造，可以降低毒性、减少耐药性、改善生物利用度及提高治疗效力。20世纪90年代以后，科学家们将抗生素的范围扩大，统称为生物药物素。主要用于治疗各种细菌感染或致病微生物感染类疾病，一般情况下对其宿主不会产生严重的副作用。

抗生素类药物可分为6类：糖的衍生物，主要由氨基己糖的衍生物组成；多肽类抗生素，主要或全部由氨基酸组成，有多肽或蛋白质的某些特性；多烯类抗生素，分子结构中有多个双键；大环内酯类抗生素，由一个或多个单糖组成并与碳链一起形成一个巨大的芳香内酯化合物；四环类抗生素，都具有四个缩合苯环；嘌吟类抗生素，都含有嘌吟环。

1.青霉素类抗生素

(1)青霉素的经过通式青霉素（penicillins）是霉菌属青霉菌所产生的一种抗生素的总称。天然的青霉素共有7种，分子都含有β-内酰胺结构。结构通式如下：

取代基R不同，构成各种不同品种的青霉素，其中异苄基青霉素（也叫青霉素G）效果较好，其钠或钾盐为治疗革兰氏阳性菌感染的首选药物。而在酸性溶液中，以青霉素V较稳定，不易被胃酸破坏，可供口服。青霉素G性质不稳定，易受亲电或亲核试剂进攻引起水解或分子重排。故青霉素G不能口服，都供注射用，以免受胃酸破坏。一些临床常用的青霉素见表8-1。

表8-1临床常用的青霉素

(2)青霉素的一般合成工艺利用苄基青霉素为原料，在弱碱性条件下，经青霉素酸化酶酶解，生成主要中间体6-氨青霉烷酸（6-APA )。该中间体与相应侧链酸（酐）或侧链酰氯进行缩合，即可得各种半合成青霉素。合成反应如下：

2.先锋霉素（头抱菌素）类抗生素

先锋霉素是由头抱菌素C (cephalosporin C）经过半合成制得的一种抗菌素（抗生素），与青霉素的结构有类似之处，分子内含有β-丙酰胺环，并具有相似的作用和作用原理。临床上主要用于耐药金葡萄菌和一些革兰氏阴性杆菌所引起的各种感染，如肺部、尿路和呼吸道感染、败血病及脑膜炎等。从结构上看，先锋霉素与青霉素不同的是，前者含硫环为六元环，后者为五元环。结构通式如下：

在合成工艺上与青霉素不同的是，头抱菌素不能直接发酵制各种先锋霉素，须先经改造，即将侧链断裂形成 7-氨基头孢霉烷酸(7-ACA)，一般降解反应在亚硝酰氯和甲酸存在下进行。再由7-氨基头孢霉烷酸与相应的化合物（如酰氯等）缩合而得。例如噻孢霉素(cephalothin )是由7-氨基头孢霉烷酸为原料在丙酮中以碳酸氢钠为缩合剂与噻吩乙酰氯缩合制得：

临床上应用的先锋霉素已有10种左右，国内常用的品种有先锋霉素Ⅰ(cephalothin )、先锋霉素Ⅱ(cephaloridine )、先锋霉素Ⅳ (cephalexin)、先锋霉素Ⅴ (cefazolin)、先锋霉素（cephaloglycin)。

此外，临床上使用的抗生素还有四环素类（金霉素、土霉素和四环素等）、红霉素、氯霉素和氨基糖甙类（主要是链霉素、庆大霉素和新霉素）等抗生素。

3.大环内醋类抗生素

大环内酯类抗生素是以12～18元环骨架的大环内酯为母体，通过羟基，以苷键和1～3个分子的糖或二甲氨基糖相联结的一类结构相似的抗生物质。大环内酯类抗生素主要由链霉菌培养液中提取而得，其第一代产品首推美国礼莱公司于1952年上市的14元环大环内酯类抗生素—红霉素。从上市以来，一直是临床上治疗革兰氏阳性菌感染的重要药物。

我国药品市场常见大环内酯类抗生素有：琥乙红霉素片（利君沙）、罗红霉素分散片（严迪）、罗红霉素胶囊（赛乐林）、阿奇霉素胶囊、颗粒（泰力特）、阿奇霉素干混悬剂（希舒美）、阿奇霉素分散片（联邦赛乐欣）、阿奇霉素片（维宏）、克拉霉素片（克拉仙）。

此外，常用的氨基甙类抗生素有：庆大霉素、链霉素、卡那霉素、妥布霉素、新霉素等。由于这些抗生素能治疗由革兰氏阴性细菌感染的疾病，而被广泛应用于临床。然而，这些药物对肾功能有一定的损害。

4.四环素类抗生素

四环素类是由链霉菌产生或经半合成制取的一类碱性广谱抗生素。是快效抑菌剂，在高浓度时也具杀菌作用。包括金霉素、土霉素、四环素及半合成多西环素，甲烯土霉素、二甲胺四环素及地美环素、美他霉素等均是氢化骈四苯的衍生物。四环素类可分为天然品与半合成品两类。天然品有金霉素、土霉素、四环素和去甲金霉素等。金霉素己被淘汰，去甲金霉素我国不生产。四环素和土霉素较常用。半合成品有多西环素和米诺环素，前者在我国较为常用。

四环素类属快速抑菌剂，在高浓度时也有杀菌作用。其抗菌机制主要为与细菌核蛋白体30S亚单位在A位特异性结合，阻止as-tRNA在该位置上的联结，从而阻止肽链延伸和细菌蛋白质合成。其次四环素类还可引起细胞膜通透性改变，使胞内的核苷酸和其他重要成分外漏，从而抑制DNA复制。

作为一种体内的生物大分子，白蛋白是血浆的主要蛋白。研究药物与白蛋白的作用，以及药物、金属离子、白蛋白相互竞争作用是药物动力学及临床药理学的主要内容，对搞清药物在体内中的存在状态十分必要。实验表明四环素类药物能与血浆蛋白结合，其结合率OTC为35％, TC为35.6％～55.0％。四环素类药物与金属离子的配合物再和生物大分子（BSA）作用时，随着BSA量的增加，吸光度逐渐降低，最后分解，金属离子的存在降低了药物与BSA的结合常数，而BSA又可分解药物与金属离子的配合物。研究体内一些小分子如氨基酸、维生素、配合剂等与药物以及与配合物的作用，发现这些小分子与药物不发生直接作用，但可与药物竞争共存的金属离子，使M-TC(OTC)配合物分解，四环素类药物与Eu,Zn,Zr,Cu等金属形成的配合物进入体内以后，血清可以使这些配合物分解。研究表明，四环素类药物无论是配合物形式还是游离形式进入体内后，在复杂体液环境中都会以游离状态存在，尿中无配合物存在。