世界上第一个被发现的抗生素是1948年从金色链丝菌中分离出来的，四环素类抗生素(tetracyclines)是一类在临床上广泛使用的具有菲烷结构的光谱抗生素。按照其来源可以分为两类：一种是天然四环素类，一种是半合成四环素类；其中天然四环素类是提取链丝菌属的培养液得到的，如金霉素(chlortetracy-cline，又名氯四环素)、土霉素(oxytetracycline，又名地霉素或氧四环素)、四环素(tetracycline)和地美环素(demeclocycline，又称去甲金霉素)，其中四环素是由金霉素催化脱卤得到的。由于天然合成的四环素类抗生素结构不是很稳定，抗菌活性不强，因此对其进行结构改造得到的半合成四环素类，其中包括多西环素(doxycycline，又称脱氧土霉素、强力土霉素)、米诺环素(minocycline，又称二甲胺四环素或美满环素)和美他环素(metacycline，又称甲烯土霉素)等。上述七种抗生素是目前在临床和兽医上最常见的七种抗生素。

四环素类抗生素在化学结构上属于氢化并四苯环衍生物，因其结构中含有四个苯环而命名，其核心处为氢化并四苯环。四环素类的化学结构如图5-7所示。四环素类抗生素在近可见区(350nm附近)具有强紫外吸收。该类抗生素具有相似的理化性质，四环素类为黄色结晶性粉末，在甲醇、乙醇中的溶解度较大，而在乙酸乙酯、丙酮、乙腈等有机溶剂中的溶解度比较小。从结构图中可以看出C-4位的二甲氨基为碱性，而C-3、C-5、C-6、C-10、C-12、C-12a为酸性，主要是由于酚羟基和烯醇基的存在，因此，该类化合物是两性化合物。四环素类抗生素在干燥条件下性质比较稳定，但遇光后容易变色，目前用的比较多的为其盐酸盐形式。

图5-7 四环素类抗生素基本结构

四环素类化合物在酸性或者碱性条件下均易发生变性反应，如图5-8所示。在pH＜2的条件下易发生脱水反应，C-5a位的H与C-6位的羟基发生反式消除生成橙黄色化合物，此时的抑菌活性降低甚至消失；在pH≈2.6时，C-4位的二甲氨基易发生差向异构化反应，生成4-β-二甲胺基异构体，反应过程中，一些阴离子(PO³₄^-、CH₃COO^-)的存在会加快异构化的进程，其中生成的差向异构体4-差向四环素，其活性不仅减弱，而且毒性是四环素的2～3倍，很容易引起中毒现象，因此各个国家均有相关文件对4-差向四环素的含量进行了不同程度的控制。在pH>9的情况下，四环素类抗生素发生开环，生成无效的内酯型异构体。另外，四环素类分子中的酚羟基与烯醇基还会与金属离子发生螯合反应，生成不溶性络合物。例如，与铁离子生成红色络合物，与钙离子、铝离子生成黄色络合物等，长期服用四环素类药物后，其能够与牙齿中的钙螯合，生成黄色钙络合物，使牙齿变黄，称为“四环素牙”，是临床上常见的一种副作用。

图5-8 四环素类的变性反应机理

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文章来源：《食品安全中的化学危害物》

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