喹诺酮类结构

喹诺酮类抗菌药分类、构效关系喹诺酮类抗菌药的基本结构为吡酮羧酸类衍生物，综合临床使用的喹诺酮类抗菌药的结构，归纳其基本结构通式如下：12345678YX N 1COOHR 2R 3R 45O A B该类药物的结构特点是在其基本母核结构上一般1位为取代的氮原子，3位为羧基，4位为酮羰基，5、7、8位可有不同的取代基，第三代、四代喹诺酮类抗菌药6位为氟原子。

喹诺酮类药物按其母核的结构特征可以分为以下四类： （1）萘啶羧酸类（naphthyridinic acids ）N N2CH 3H 3CCOOHON N CH 2CH 3NCOOHOFHN萘啶酸 依诺沙星nalidixic acid enoxacin（2）吡啶并嘧啶羧酸类（pyridopyrimidinic acids ）N NN 2CH 3COOHONN NN 2CH 3COOHONHN吡咯酸 吡哌酸 piromidic acid pipemidic acid（3）噌啉羧酸类（cinnolinic acids ）NN O OCH 2CH 3COOHO西诺沙星 cinoxacin（4）喹啉羧酸类（quinolinic acids ）N CH 2CH 3COOHONHNFNOFNHNCOOH诺氟沙星 环丙沙星norfloxacin ciprofloxacinNOCH 3COOHFNN OH 3CNOF COOHOCH 3H NN氧氟沙星 莫西沙星ofloxacin moxifloxacinNOFNHNCOOHF3NH 2H 3CNOFNHNCOOHOCH 33司帕沙星 加替沙星 sparfloxacin gatifloxacin在这四类结构中，喹啉羧酸类药物最多，发展最快。

根据喹诺酮类抗菌药的化学结构和抗菌作用的关系，将该类药物的构效关系总结如下： 1.吡啶酮酸的A 环是抗菌作用的基本药效基团，变化较小，其中3位-COOH 和4位C=O 是抗菌活性必需基团，若被其他取代基取代则活性消失。

喹诺酮结构1.奥⽐沙星英⽂：Orbifloxacin结构（下图是奥⽐沙星和稀⼟的配位结构图）分⼦式：C19H20F3N3O3分⼦量：395.382.依诺沙星(氟啶酸) 英⽂Enoxacin (Flumark)结构【药理毒理】本品具⼴谱抗菌作⽤，尤其对需氧⾰兰阴性杆菌的抗菌活性⾼，对下列细菌在体外具良好抗菌作⽤：肠杆菌科的⼤部分细菌，包括枸椽酸杆菌属、阴沟、产⽓肠杆菌等肠杆菌属、⼤肠埃希菌、克雷伯菌属、变形杆菌属、沙门菌属、志贺菌属、弧菌属、耶尔森菌等。

常对多重耐药菌也具有抗菌活性。

对青霉素耐药的淋病奈瑟菌、产酶流感嗜⾎杆菌和莫拉菌属均具有⾼度抗菌活性。

对铜绿假单胞菌等假单胞菌属的⼤多数菌株具抗菌作⽤。

本品对甲氧西林敏感葡萄球菌具抗菌活性，对肺炎链球菌、溶⾎性链球菌和粪肠球菌仅具中等抗菌活性。

对沙眼⾐原体、⽀原体、军团菌具良好抗微⽣物作⽤，对结核杆菌和⾮典型分枝杆菌也有抗菌活性。

对厌氧菌的抗菌活性差。

依诺沙星为杀菌剂，通过作⽤于细菌DNA螺旋酶的A亚单位，抑制DNA 的合成和复制⽽导致细菌死亡。

3．加替沙星英⽂名：Gatifloxacin分⼦式：C19H22FN3O4分⼦量：375.40【药理作⽤】加替沙星为8-甲氧氟喹诺酮类外消旋化合物，体外具有应谱的抗⾰兰⽒阴性和阳性微⽣物的活性，其R-和S-对映体抗菌活性相同。

本品抗菌作⽤是通过抑制细菌的DNA旋转酶和拓扑异构酶IV，从⽽抑制细菌DNA复制、转录和修复过程。

体外试验和临使⽤结果均表明，对以下微⽣物的⼤多数菌株具有抗菌活性：1、⾰兰⽒阳性菌：⾦黄⾊葡萄球菌(仅限于对甲氧西林敏感的菌株)、肺炎链球菌(对青霉素敏感的菌株)。

2、⾰兰⽒阴性菌：⼤肠杆菌、流感和副流感嗜⾎杆菌、肺炎克雷伯杆菌、卡他莫拉菌、病奈瑟菌、奇异变形杆菌。

3、其他微⽣物：肺炎⾐原体、嗜肺性军团杆菌、肺炎⽀原体。

4. 洛美沙星英⽂Lomefloxacin (Bareon)结构本品为第三代喹诺酮类抗菌药、抗菌谱⼴，对⾰兰阳性菌的抗菌活性与诺氟沙星相同，强于依诺沙星；对⾰兰阴性菌的作⽤与依诺沙星相同，较诺氟沙星弱。

喹诺酮类抗菌药研究进展近年来，喹诺酮类抗菌药在临床上得到了广泛的应用，成为了重要的治疗药物之一。

喹诺酮类抗菌药不仅具有广谱抗菌效果，而且具有良好的组织渗透性和生物利用度，能够在短时间内达到高浓度，并且在体内半衰期较长，从而实现长期抗菌治疗。

本文将以喹诺酮类抗菌药的研究进展作为主题，从喹诺酮的发现历史、化学结构、作用机理、药物代谢和不良反应等方面进行概述。

一、喹诺酮的发现历史喹诺酮类抗菌药在20世纪50年代由HO Hofmann首先合成。

最初的化合物只有弱效的杀菌功效，其后通过结构修饰不断改进和扩大新的代表性化合物。

第一代喹诺酮包括氧氟沙星和氧氟沙星，这些化合物具有广谱抗菌活性，但是由于其毒性和不良反应引起了人们的重视。

经过不断的改良，第二代和第三代喹诺酮的分子结构进一步优化，并且对革兰氏阴性菌、肠道菌群和肺炎链球菌等病原体具有更好的杀菌作用。

目前市场上常见的喹诺酮类抗菌药物主要包括头孢氨苄、环丙沙星、左氧氟沙星、氧氟沙星等，其中氧氟沙星属于第一代喹诺酮药物，其他为第二代或第三代喹诺酮药物。

二、喹诺酮类抗菌药的化学结构喹诺酮类抗菌药分子结构是由喹啉环和吡咯环组成，其中喹啉环在分子结构中起着重要的作用，因此也被称为“喹诺酮环”。

该结构明显影响了该类药物的抗菌活性和药理学作用。

喹诺酮类抗菌药的常见结构如图1所示。

图1 喹诺酮类抗菌药分子结构三、喹诺酮类抗菌药的作用机理喹诺酮类抗菌药的作用机理主要是通过与细菌的DNA拓扑异构酶结合，阻止DNA分离和DNA的拷贝。

本类药物的构效关系研究表明：4-喹诺酮母核的3位均有羧酸基，6位引入氟原子可增强抗菌作用并对金葡菌有抗菌活性；7位引进哌嗪环可提高对金葡菌及绿脓杆菌的抗菌作用（如诺氟沙星），哌嗪环被甲基哌嗪环取代（如培氟沙星），则脂溶性增加，肠道吸收增强，细胞的穿透性提高，半衰期延长。

在8位引进第二个氟原子，可进一步提高肠道吸收，延长半衰期（如洛美沙星等），N-1修饰以环丙基团（环丙沙星）或噁嗪基团（氧氟沙星）可扩大抗菌谱，增强对衣原体、支原体及分支杆菌（结核杆菌与麻风杆菌等）的抗菌活性，噁嗪环还可提高水溶性，使药物在体内不被代谢，以原形经尿排泄。

1 品种及作用喹诺酮类药物化学结构构效关系：1、喹诺酮母核的3位均有羧酸基，6位引入氟原子可增强抗菌作用并对金葡菌有抗菌活性。

2、7位引进哌嗪环可提高对金葡菌及绿脓杆菌的抗菌作用（如诺氟沙星），哌嗪环被甲基哌嗪环取代（如培氟沙星），则脂溶性增加，肠道吸收增强，细胞的穿透性提高，半衰期延长。

3、在8位引进第二个氟原子，可进一步提高肠道吸收，延长半衰期（如洛美沙星等）。

4、N-1修饰以环丙基团（环丙沙星）或噁嗪基团（氧氟沙星）可扩大抗菌谱，增强对衣原体、支原体及分支杆菌（结核杆菌与麻风杆菌等）的抗菌活性，噁嗪环还可提高水溶性，使药物在体内不被代谢，以原形经尿排泄。

分代及特点：第一代 萘啶酸、 吡哌酸对G -杆菌作用强，仅适用于尿路、肠道感染第二代 诺氟沙星、氧氟沙星、环丙沙星对G -菌作用强，体内较稳定，毒性降低，可用于各系统感染第三代 左氧氟沙星 、依诺沙星、氟罗沙星、洛美沙星、司帕沙星、格帕沙星在二代基础上增加了对G +球菌、衣原体、支原体、军团菌和结核杆菌的作用，安全性高，半衰期长第四代 莫西沙星、加替沙星 、克林沙星在三代基础上增加了对抗G +球菌的活性，增加了对厌氧菌的抗菌活性 抗菌作用：1、喹诺酮类药物对肠杆菌科细菌具有强大的抗菌作用，以环丙沙星为最高，左氧氟沙星和氧氟沙星次之；对不动杆菌和铜绿假单胞菌的抗菌作用较肠杆菌科细菌差；流感嗜血杆菌呈高度敏感，奈瑟氏菌属多呈敏感。

X N O OH O F R7R1R2R5R82、喹诺酮类药物对G+球菌亦具有抗菌作用，但其抗菌作用明显较肠杆菌科细菌低，以左氧氟沙星相对最高，环丙沙星和氧氟沙星略低；仅对金黄色葡萄球菌（除甲氧西林耐药外）具抗菌活性。

3、对衣原体、支原体、军团菌和结核分支杆菌及其他分支杆菌具有一定作用。

药动学特性：1、多数品种口服吸收良好，血药浓度相对较高。

2、半衰期较长，多在3－7h。

3、蛋白结合率低，大多为14%－30%。

4、体内分布广泛，组织和体内浓度常高于或等于血药浓度，可达有效治疗水平。

喹诺酮类化学结构喹诺酮类化学结构是一类广泛存在于抗生素中的化学结构，其主要通式为含氮五元环并含两个芳香族取代基的化学结构。

喹诺酮类化学结构的核心结构由3,4-二氮杂-2-氮-5-羧酸、吡啶、6-氨基-4-氧代喹啉构成，是常规的芳香族酮类化合物核心结构。

喹诺酮类化合物是一直以来药品研发领域的热门话题。

其优越的抗菌作用和良好的药效特性，使得该类化合物逐渐成为广泛使用的新型抗生素。

喹诺酮类化合物的化学结构非常复杂，勾勒出了其独特的药物作用机制。

首先，喹诺酮基团含有两个氧原子，可被环境中游离的离子吸附而成新的化合物，其相对分子质量也因此而升高。

通过分析和检测适当的中间产物，能够判定出喹诺酮类化合物与其他药品的区别。

同时，其与其他抗生素相比，在蛋白质合成抑制上具有突出的表现，有着独到的治疗效果。

喹诺酮类化合物的合成，通吃四个不同的阶段，其中不同阶段有着不同的反应机制和合成条件。

第一步是合成取代吡啶环，利用二乙氨基甲酸酯为芳香族试剂。

第二步，用吲哚氮气化制备取代吡啶的一个氮杂原子。

第三步，利用井板碱为试剂、首先脱去N-1位的亲电取代基、再形成缩酮。

第四步是进行芳香脱羧反应。

此外，在这一化学结构中，还有一些变化的结构单元，如对甲氧基苯基甲基酮、环丙基环己烷酮、哌嗪环、芘环等。

这些结构可以影响到喹诺酮类化合物的药物作用性能，其合理的调整和结构设计可以提高该类化合物的药物作用效果。

总之，喹诺酮类化学结构的研究，对于开发新型药物、改进现有药物具有重要的价值。

通过研究喹诺酮化合物的结构设计和化学合成，不断探索其先进的药物作用机制，可以进一步提高抗生素的疗效，更好地为临床治疗服务。