头孢菌素的性质

头孢菌素一般制成粉针而非水溶液，主要是由于头孢菌素的性质不稳定，遇水或在酸、碱作用下易分解失效，在生产及储存过程中会形成一系列的降解物和聚合物，使其失去抗菌活性，甚至产生毒副作用。

头孢菌素的稳定性及降解产物结构与其结构直接相关。头孢菌素的基本母核为7-氨基头孢烷酸（7-ACA）（图1），其中β-内酰胺环是分子中最不稳定的部位之一，2位碳上的羧基、与7位碳相连的酰胺及 R2、R1基团等都是发生降解反应的活跃部位，具体反应与化合物的结构有关。

头孢菌素遇酸、碱、光、热、辐射和中β-内酰胺酶等均会发生降解反应，具体的降解反应与样品的存在状态、浓度、PH、溶剂、稳定、光照等多种因素有关，且降解过程中通常伴随有多种反应的发生，因此降解产物较为复杂。

头孢菌素共同的降解反应途径有以下3种：

1.β-内酰胺环开环 β-内酰胺环开环是头孢菌素降解的最基本反应途径，头孢菌素受酸、碱和酶等的催化，由水分子或分子内的氨基攻击β-内酰胺环中的羰基碳形成开环物；开环物可进一步发生脱羧等反应。

2.双键异构化头孢菌素氢化噻嗪环的双键是在2,3位碳之间，即为

但在较高PH或加热时头孢菌素中普遍存在异构体。结构，

3.差向异构化头孢菌素的6,7位碳为6R、7R构型，但多数头孢菌素存在6R、7S异构体。

不同头孢菌素特有的降解途径主要可以分为以下几种：

1.7位侧链上的反应头孢菌素7为碳上的酰胺键和其R1取代基与羰基的连接部位均会发生断裂。7位侧链结构中含有α-氨基的头孢氨苄、头孢克洛等降解会生产哌嗪二酮衍生物类降解物；具有苯甘氨酸侧链结构的头孢克洛、氯碳头孢等降解生成具有荧光特性的2-羟基-3-苯基吡嗪衍生物。

2.3位侧链上的反应头孢菌素R2侧链为乙酰氧甲基或其他类似结构时，易脱去乙酰基或类似结构，在加热、酸性等条件下，可进一步发生分子内部环合，生成内酯。R2为乙烯基的头孢地尼也会产生内酯。3位侧链上的杂环取代基脱落后可形成小分子降解物。

3.双键顺反式异构化在光照条件下，头孢呋辛酯、头孢克洛等有家养亚氨键的头孢菌素中含有的碳碳双键会有双键顺反式异构化反应发生。

4.酯的水解头孢孟多酯、头孢呋辛酯等酯型前药除头孢孟多酯是在R1取代基上成酯外，其余均是头孢菌素的4位羧酸酯，在一定条件下和体内可水解为原型药物。