药物化学：第十八章 抗生素

药物化学教案--抗生素一、教学目标1. 让学生了解抗生素的定义、分类、作用机制和应用范围。

2. 使学生掌握常见抗生素的结构特点和命名规则。

3. 培养学生对抗生素的正确使用和滥用问题的认识。

二、教学内容1. 抗生素的定义与分类抗生素的定义：抗生素是一类能够抑制或杀灭细菌、真菌、放线菌等微生物的药物。

抗生素的分类：根据来源可分为天然抗生素、半合成抗生素和合成抗生素；根据化学结构可分为β-内酰胺类、大环内酯类、氨基糖苷类、四环素类等。

2. 抗生素的作用机制抑制细菌细胞壁合成：如β-内酰胺类抗生素。

抑制蛋白质合成：如四环素类、氨基糖苷类抗生素。

抑制核酸代谢：如大环内酯类抗生素。

3. 常见抗生素的结构特点与命名规则β-内酰胺类抗生素：如青霉素、头孢菌素。

大环内酯类抗生素：如红霉素、螺旋霉素。

氨基糖苷类抗生素：如链霉素、庆大霉素。

四环素类抗生素：如四环素、土霉素。

4. 抗生素的应用范围内酰胺类抗生素：主要用于革兰阳性菌和部分革兰阴性菌感染。

大环内酯类抗生素：主要用于革兰阳性菌、部分革兰阴性菌和支原体感染。

氨基糖苷类抗生素：主要用于严重革兰阴性菌感染。

四环素类抗生素：主要用于革兰阳性菌、部分革兰阴性菌和支原体感染。

5. 抗生素的正确使用与滥用问题正确使用抗生素：根据感染病原体选择合适的抗生素，遵循医嘱，完成整个疗程。

滥用抗生素：不按医嘱使用抗生素，自行购买和使用，导致细菌耐药性的产生。

三、教学方法1. 讲授法：讲解抗生素的定义、分类、作用机制、结构特点、命名规则、应用范围和正确使用方法。

2. 案例分析法：分析抗生素滥用导致的耐药性问题，引导学生思考。

3. 小组讨论法：分组讨论抗生素的正确使用和滥用问题，培养学生的团队协作能力。

四、教学评价1. 课堂问答：检查学生对抗生素相关知识的掌握。

2. 课后作业：布置有关抗生素的练习题，巩固所学知识。

3. 小组报告：评估学生在小组讨论中的表现，包括思考问题的深度和团队协作能力。

一、教案基本信息教案名称：药物化学教案-抗生素课时安排：2课时（90分钟）教学目标：1. 了解抗生素的定义、分类及作用机制。

2. 掌握常见抗生素的名称、结构特点及临床应用。

3. 了解抗生素的耐药性问题及其解决方法。

教学重点：1. 抗生素的分类及作用机制。

2. 常见抗生素的名称、结构特点及临床应用。

教学难点：1. 抗生素的结构特点及作用机制。

2. 抗生素的耐药性问题及其解决方法。

二、教学准备教材或教学资源：《药物化学》、《抗生素化学》等。

教学工具：投影仪、教学PPT、黑板、粉笔。

三、教学过程1. 引入新课教师通过展示抗生素的图片，引导学生回顾抗生素在医学中的应用，激发学生的兴趣。

2. 讲解抗生素的定义及分类教师简要介绍抗生素的定义，引导学生了解抗生素的分类，包括β-内酰胺类、大环内酯类、氨基糖苷类等。

3. 讲解抗生素的作用机制教师详细讲解抗生素的作用机制，包括抑制细菌细胞壁合成、抑制蛋白质合成、抑制核酸合成等。

4. 分析常见抗生素的结构特点及临床应用教师展示常见抗生素的结构式，引导学生分析其结构特点，并介绍其在临床上的应用。

5. 课堂互动教师提问学生关于抗生素的知识，学生回答后，教师给予点评和补充。

四、课后作业1. 复习抗生素的分类及作用机制。

2. 学习常见抗生素的结构特点及临床应用。

五、教学反思教师在课后对自己的教学进行反思，看是否达到教学目标，学生是否掌握了抗生素的相关知识。

如有需要，可对教学方法和教学内容进行调整。

六、教学内容拓展1. 抗生素的耐药性问题教师讲解抗生素耐药性的概念，引导学生了解耐药性产生的原因及传播途径。

2. 抗生素的解决耐药性问题的方法教师介绍抗生素耐药性监测、抗生素使用指导、新型抗生素研发等方法，以应对耐药性问题。

七、案例分析教师展示抗生素耐药性案例，引导学生分析案例中存在的问题，并提出解决方案。

八、课堂讨论1. 教师组织学生就抗生素的使用及耐药性问题进行讨论。

2. 学生分享自己的观点，教师给予点评和指导。

药物化学教案-抗生素一、教学目标1. 了解抗生素的定义、分类、作用机制和应用范围。

2. 掌握常见抗生素的结构特点和合成方法。

3. 了解抗生素的药效评价和不良反应。

4. 能够分析抗生素的药理作用和临床应用。

二、教学内容1. 抗生素的定义和分类抗生素的定义：抗生素是一类能够抑制或杀灭细菌、真菌、放线菌等微生物的药物。

抗生素的分类：根据抗生素的作用机制和化学结构，将其分为β-内酰胺类、大环内酯类、氨基糖苷类、四环素类等。

2. 抗生素的作用机制抑制细菌细胞壁合成：β-内酰胺类抗生素通过抑制细菌细胞壁合成的关键酶，导致细菌细胞壁破裂而死亡。

抑制蛋白质合成：大环内酯类抗生素通过抑制细菌蛋白质合成的起始和延伸过程，从而抑制细菌生长。

抑制核酸合成：氨基糖苷类抗生素通过抑制细菌核酸合成的关键酶，导致细菌遗传物质无法复制而死亡。

其他作用机制：如抑制叶酸代谢、抑制蛋白质折叠等。

3. 常见抗生素的结构特点和合成方法β-内酰胺类抗生素：如青霉素、头孢菌素等，具有β-内酰胺环结构。

大环内酯类抗生素：如红霉素、克拉霉素等，具有大环内酯结构。

氨基糖苷类抗生素：如庆大霉素、链霉素等，具有氨基糖苷结构。

四环素类抗生素：如四环素、多西环素等，具有四环素结构。

4. 抗生素的药效评价和不良反应药效评价：根据抗生素的抗菌谱、最小抑菌浓度（MIC）、药动学特性等因素进行评价。

不良反应：如过敏反应、肝肾功能损害、肠道菌群失调等。

三、教学方法1. 讲授法：讲解抗生素的定义、分类、作用机制和应用范围。

2. 案例分析法：分析具体抗生素的药理作用和临床应用。

3. 小组讨论法：讨论抗生素的药效评价和不良反应。

四、教学评价1. 课堂提问：检查学生对抗生素的定义、分类和作用机制的理解。

2. 练习题：要求学生分析具体抗生素的结构特点和合成方法。

3. 小组报告：要求学生对抗生素的药效评价和不良反应进行讨论和报告。

五、教学资源1. 教材：药物化学教材或相关教学资料。

1、分类1）β-内酰胺类2）四环素类3）氨基糖苷类4）大环内酯类5）多肽多烯类6）其他类病源微生物：细菌、真菌、寄生虫、支原体、衣原体、病毒细菌：能被革兰氏试剂(结晶紫和碘)染为蓝色的称为革兰氏阳性菌G+；相反不能染色或呈粉红色的称为革兰氏阴性菌(G-)。

按形态：杆菌、螺旋菌、球菌抗生素(Antibiotics)抗生素是某些细菌、放线菌和真菌等微生物的次级代谢产物，或用化学方法合成的相同化合物或结构类似物，在低浓度下对各种病原性微生物或肿瘤细胞有强力杀灭、抑制或有其他药理作用的药物抗菌药物的作用机制(1)干扰细胞壁的合成:青霉素和其他β内酰胺类药物抑制胞浆外黏肽的交联过程;磷霉素和环丝氨酸干扰胞浆内黏肽前体N-乙酰胞壁酸的合成;万古霉素干扰胞浆膜阶段的黏肽合成.(2)损伤细胞膜: 多粘菌素B和两性霉素等作用在细胞膜上,引起细胞膜的损伤,通透性增加,细胞内物质外流.(3)抑制细菌蛋白质的合成: 氯霉素, 林可霉素,四环素和大环内酯,氨基糖苷类,噁唑烷酮类药物能够与细菌核糖体中的亚基作用,阻止细菌蛋白质的合成.(4)抑制和干扰核酸的合成: 磺胺干扰四氢叶酸的合成,进而影响DNA的合成. 利福平和灰黄霉素干扰细菌RNA和DNA的合成和转录；喹诺酮类药物抑制细菌的拓扑异构酶,使DNA的复制受阻.第一节β-内酰胺类抗生素一、基本结构结构特点（1）除单环β-内酰胺类外，均具有一个四元的β-内酰胺，四元环通过N及相邻的叔C与另一个五元（六元）环稠合，青霉素类的稠合环氢化噻唑环，头孢菌素类的稠和环是氢化噻嗪环（2）除单环β-内酰胺类，2位C连有羧基；青霉素类C-6，头孢菌素类C-7，单环β-内酰胺类C-3都有酰胺侧链（3）β-内酰胺环取代基在环平面下称α键，用虚线表示；在环平面上称β键，用实线表示（4）优势构象为两个稠合环非共平面。

青霉素沿N1-C5轴折叠，头孢菌素沿N1-C6轴折叠（5）抗菌活性与母体的构型有关。

一、教案基本信息教案名称：药物化学教案--抗生素课时安排：2课时（90分钟）教学目标：1. 了解抗生素的定义、分类及作用机制。

2. 掌握常见抗生素的名称、结构特点及临床应用。

3. 了解抗生素的耐药性问题及其解决方法。

教学内容：1. 抗生素的定义及分类。

2. 抗生素的作用机制。

3. 常见抗生素的名称、结构特点及临床应用。

4. 抗生素的耐药性问题及其解决方法。

教学方法：1. 讲授法：讲解抗生素的定义、分类、作用机制及常见抗生素的特点。

2. 案例分析法：分析抗生素的临床应用及耐药性问题。

3. 小组讨论法：分组讨论抗生素的耐药性问题及其解决方法。

教学准备：1. 教学PPT：包含抗生素的定义、分类、作用机制及常见抗生素的特点。

2. 案例材料：抗生素临床应用及耐药性案例。

3. 分组讨论材料：耐药性问题及解决方法。

二、教学过程第一课时一、导入（10分钟）教师通过提问方式引导学生思考抗生素在医学中的重要性，激发学生兴趣。

二、讲解抗生素的定义及分类（15分钟）1. 抗生素的定义：抗生素是一类能抑制或杀灭细菌、真菌、放线菌等微生物的药物。

2. 抗生素的分类：根据来源和化学结构，抗生素可分为天然抗生素、半合成抗生素和合成抗生素。

三、讲解抗生素的作用机制（20分钟）1. 抗生素的作用机制：抗生素通过抑制细菌的生长和繁殖，或破坏细菌的细胞壁、蛋白质合成、核酸合成等生理过程，达到治疗感染性疾病的目的。

四、案例分析（15分钟）教师展示抗生素临床应用及耐药性案例，引导学生分析抗生素的使用及耐药性问题。

第二课时一、讲解常见抗生素的名称、结构特点及临床应用（20分钟）1. β-内酰胺类抗生素：如青霉素、头孢菌素等。

2. 大环内酯类抗生素：如红霉素、吉他霉素等。

3. 氨基糖苷类抗生素：如链霉素、庆大霉素等。

4. 四环素类抗生素：如四环素、多西环素等。

5. 其他类抗生素：如氯霉素、甲砜霉素等。

二、小组讨论抗生素的耐药性问题及其解决方法（25分钟）1. 教师将学生分成若干小组，每组讨论一个耐药性问题及解决方法。

1.杀菌作用的四种机制：1.一直细胞壁的形成2.与细胞膜相互作用3.干扰蛋白质的合成4.抑制核酸的转录和复制2.细菌对抗生素的耐药机制：1.是抗生素分解或失去活性2.使抗菌作用的靶点发生改变3细胞特性的改变（细胞膜渗透性的改变）4.产生药泵将细胞内的抗生素泵出体外3.青霉素G：1不可口服、因为胃中的强酸会使酰胺侧链水解，β-内酰胺环开环而失去活性、是第一种勇于临床的抗生素（6APA）2.与丙磺舒合用，延长作用时间3.与分子量大的胺制成盐，克减小对皮肤的刺激性4.将青霉素的羧基酯化成前药可提高生物利用度4.青霉素C的特点：1.通过一直转肽酶来抑制G+细胞壁的合成2.易水解3.易过敏（外源性如蛋白肽杂质和内源性生产过程中的高聚物分子）4.6APA 5.噻唑环5.头孢菌素类：1.7-ACA 2.天然的包括头孢霉素C和头孢菌素C 3.噻嗪环6.用7ACA半合成β-内酰胺类抗生素进行结构修饰的位置：1.7-氨酰基部分 2. 7-α氢原子 3.环中的氢原子4.3-位取代基7.头孢菌素类过敏性低的原因：1.头孢类没有共同的抗原决定簇2.β类酰胺环裂开后不能形成稳定的头孢噻嗪基，而喝死形成以侧链为主的的各异的抗原决定簇，故无交叉过敏反应8.头孢结构比青霉素稳定的原因：1.头孢的母核母核是四元的β-内酰胺环与六元的氢化噻嗪环并合；2.四元环并六元环的稠合体系受到的环张力比青霉素母核的张力小；3.分子结构中的C—2C—3的双键可与N----1的未共用电子对共轭。

9.头孢结构改造：1. 7酰氨基部位：抗菌谱的决定性基因；2. 7a氢原子：影响对b内酰胺酶的稳定性；3.环中的硫原子：对抗菌效力有影响；4.3位取代基：影响抗生素效力和药物动力学性质。

10.克莱维酸钾：1.β-内酰胺酶抑制剂 2.水中易分解 3.从链霉素的发酵液中得到的，第一个β内酰胺酶抑制剂 4.单独使用无效，抗菌活性微弱，常与青霉素合用11.舒他西林：1.阿莫西林+舒巴坦（1:1）以次甲基相连形成的双酯结构 2.改善舒巴坦的口服吸收能力12.氨曲南（单环类）：1.使用3-ANA母核进行结构修饰而来 2.第一个单环类β-内酰胺类抗生素 3.N原子上连有强吸电子基团有利于β内酰胺环的打开 3.C-2位连一个甲基有利于增加对β内酰胺酶的稳定性 4.副作用少，呼吸道感染，尿道感染13.四环素类：1.酸性条件下不稳定（C5和C6上的氢发生消除，ph2-6时C4二甲胺基发生差向异构话） 2.碱性条件下不稳定 3.和金属离子反应（与钙镁形成不溶性盐，铝形成黄色络合物） 4.广谱抗生素5骨骼和牙齿变色，骨骼生长抑制（金，土，四）14.氨基糖苷类：1.损害脑第八对脑神经，引起不可理耳聋2.细菌产生钝化酶是产生耐药性的原因 3.链，卡那，庆大，巴龙，核糖4.缺点：耐药性和耳毒性、肾毒性5.结核性脑膜炎和急性浸润性脑膜炎15.卡那霉素：1.广谱，G阴阳菌，结核杆菌都有效2.能被带有R—影子的G负菌产生钝化酶钝化3.阿米卡星：克服了卡那霉素的耐药性和高毒性16.大环内酯类：1.作用机制是抑制蛋白质的合成 2.红霉素：红霉素A为主要抗菌成分C为高毒性，B和C被视为杂质 3.共有五个羟基6个甲基和14个原子组成的大环4.红霉素为青霉素耐药性的金葡菌和溶血性链球菌引起的感染的首选药17.氯霉素类：1.抑制蛋白质的生成 2.两个手性碳 3.合霉素为其外消旋体疗效减半 4.广谱抗生素 5.长期使用损害骨髓造血功能 6.酸水解后在过碘酸和2,4-二硝基苯肼缩合生成苯腙7.硝基—锌粉还原-乙酸钠存在下—弱酸性溶液中—高铁离子—紫色络合物18.琥珀氯霉素：前药17.天然青霉素 G 有哪些缺点？试述半合成青霉素的结构改造方法。

药物化学丨抗生素抗生素按结构类型分4类（作用机制）1.β-内酰胺类（抑制细菌细胞壁的合成）2.四环素类（干扰蛋白质的合成）3.氨基糖苷类（干扰蛋白质的合成）4.大环内酯类（干扰蛋白质的合成）β-内酰胺类基本结构特征：（1）含四元β-内酰胺环，与另一个含硫杂环环拼合青霉素类基本结构是6氨基青霉烷酸（6-APA），头孢菌素类是7-氨基头孢霉烷酸（ 7-ACA）（2）2位含有羧基，可成盐，提高稳定性（3）均有可与酰基取代形成酰胺的伯氨基。

酰胺侧链引入，可调节抗菌谱、作用强度、理化性质（4）都具有旋光性，青霉素：2S、5R、6R头孢霉素：6R、7R一、青霉素及半合成青霉素类（一）青霉素钠1.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-甲酸钠盐2.性质不稳定：内酰胺环不稳定酸、碱、β-内酰胺酶导致破坏（1）不耐酸（2）碱性分解及酶解（3）半衰期短解决办法有三种①排泄快，与丙磺舒合用②羧基酯化，缓慢释放③与胺成盐延长时间（4）过敏反应生产过程中引入杂质青霉噻唑等高聚物是过敏源过敏源的抗原决定簇：青霉噻唑基青霉素的缺点：不耐酸，不能口服（1）耐酸青霉素6位侧链具有吸电子基团不耐酶，引起耐药性（2）耐酶青霉素侧链引入体积大的基团，阻止酶的进攻抗菌谱窄（3）广谱青霉素侧链引入极性大的基团，如氨基发展半合成青霉素词干：西林半合成青霉素（二）氨苄西林化学名：6-[D-（-）-2-氨基-苯乙酰氨基 ]青霉烷酸三水化合物4个手性碳，临床用右旋体（1）性质同青霉素，可发生各种分解（2）含游离氨基，极易生成聚合物（共性）（3）具α-氨基酸性质，与茚三酮作用显紫色，具肽键，可发生双缩脲反应第一个广谱青霉素（三）阿莫西林化学名：（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。