环丙沙星(环丙氟哌酸)
环丙沙星的不良反应
环丙沙星的不良反应环丙沙星(环丙氟哌酸，Ciprofloxacin，CPLX)系第三代氟喹诺酮类抗菌药物，具有抗菌谱广、抗菌活性强、临床疗效好等特点，随着临床运用日益推广，不良反应也陆续有新的报道，本文简述环丙沙星的消化、神经、泌尿、血液系统及其他方面的不良反应，供临床用药参考。
1 消化系统主要表现为恶心、呕吐、烧心、胃部不适、暖气、食欲不振、腹泻、腹痛及肝脏损害。
姚剑等报道应用环丙沙星治疗急性前列腺炎79例中2例服药后1h左右。
出现上腹饱胀、恶心，持续1h左右，改餐后服用则消失。
杨镜明等报道用环丙沙星治疗呼吸道及泌尿道感染65例中1例在用药7d查ALT为70IU，即停药。
过7d后复查，恢复正常。
崔德健等报道用环丙沙星治疗呼吸系感染33例中，4例ALT升高，最高达314IU(正常值<25IU)。
2 神经系统主要表现为焦虑、烦躁、神经过敏、失眠、精神愉快、震颤、头痛、头晕、精神恍惚、步态不稳、惊厥、幻觉及癫痫。
袁效安报道应用环丙沙星治疗32例尿路感染中有1例用7d双手轻微短暂震颤。
据报道应用环丙沙星治疗急性前列腺炎79例中1例服药5h后发生剧烈头痛，持续12h左右，减量后反应逐渐减轻，至5d时完全消失。
郑群等报道1例前列腺增生、脑血栓形成后遗症患者，予环丙沙星200mg静脉滴注，每12h1次，用药后排尿不畅逐渐减轻。
5d在静脉滴注此药时突然意识丧失，两眼上翻，牙关紧闭，四肢抽搐，呈癫痫大发作。
立即用5％葡萄糖注射液换掉环丙沙星，给对症治疗后症状缓解。
7d在静脉滴注环丙沙星时又出现类似发作1次，脑电图提示各导联呈现α慢波，广泛异常脑电图。
考虑为环丙沙星诱发继发性癫痫，即停用环丙沙星，未见再次癫痫发作。
黄文彪等报道1例上呼吸道感染患者给环丙氟哌酸0．25克，每日2次口服，第二日体温下降，第三日出现精神症状，狂躁、多动，砸东西，幻视幻听。
诊断为环丙氟哌酸毒副反应．停药，对症处理后完后恢复正常。
半年前又服上述药物又出现精神症状，停药后好转。
重要的含氟医药中间体介绍
重要的含氟医药中间体介绍2,4-二氯氟苯2,4-二氯氟苯是合成氟喹诺酮类抗菌药物的起始原料，目前主要用于合成广谱抗生素——环丙沙星即环丙氟哌酸。
环丙氟哌酸具有药效高、耐交叉使用、广谱抗菌、无毒副作用且不需皮试等优点，近年发展迅速，在德国、美国、法国、日本、印度、西班牙等都建有环丙氟哌酸生产装置，产品销售到40多个国家和地区。
然而，作为基础原料的2,4-二氯氟苯却大部分依赖进口。
国内也有多家生产企业，总装置能力约1000吨。
作为起始原料，2,4-二氯氟苯消耗量约为环丙氟哌酸的3～5倍。
随着国内外环丙氟哌酸生产装置的增加及扩大，可以预计2,4-二氯氟苯的市场需求较大，发展前景广阔。
工业上目前普遍采用3-氯-4氟-硝基苯氯化制备2,4-二氯氟苯，也可以2,4-二硝基氟化苯为原料经氟化生成2,4-二硝基氟苯，然后氯化取代硝基制得2,4-二氯氟苯。
另外，还可以二氯苯为起始原料，用混合二氯苯亦可用邻二氯苯，经硝化、氟化、氯化制得2,4-二氯氟苯；此方法采用搪瓷釜，设备简单，操作安全可靠、三废少、产品纯度高。
反应中间产物3-氯-4-氟硝基苯又是医药、农药的中间体，若以混合二氯苯为起始原料只需将氯苯蒸馏后的产物直接用于生产，为混合二氯苯的综合利用找到了出路。
此方法是工业化生产较为合适的方法，但尚须改进工艺，提高收率，逐步完善。
3-氯-4-氟苯胺（氟氯苯胺）3-氯-4-氟苯胺近年发展十分迅速，这主要是因为上世纪80年代国外以3-氯-4-氟苯胺为基础原料，成功开发出新一代氟喹诺酮类抗菌素——氟哌酸。
氟哌酸因抗菌能力强、适应范围广、副作用小、疗效显著而得到快速发展，品种增加到几十种，成为广受欢迎的强效广谱抗菌消炎药。
另外，3-氯-4-氟苯胺也是合成氟农药除草剂、植物生长调节剂、杀菌剂等的重要中间体。
国内3-氯-4-氟苯胺生产能力约为1000吨，产量仅几百吨，且产品质量欠佳，不能满足国内尤其是制药业的需求。
由于国内生产企业规模小，产品质量和产量不能满足需求，特别是高质量医药级产品远远不能满足国内市场需求，因此部分依靠进口，而3-氯-4-氟苯胺在国际市场上也十分紧俏。
环丙沙星在兽医临床上的应用
全身感染外 ，也用 于局 部感染 ，如以纱条植入 等用于创伤感
染； 滴眼剂 、 眼用膜 剂等用于眼部感染 ； 滴耳 剂 、 用膜剂等用 耳
于 耳 部 疾 患 ； 膏 剂 用 于皮 肤 感 染 等 。局 部 给 药 可 以避 免 全 身 软
流感嗜血杆菌和莫拉菌 属均有高度 的抗菌 活性 。对铜绿假单
及 生产 实践 中应 用 越 来 越 广 泛 。 ２５ 禽 类 疾 病 ．
体、 支原 体 、 团菌 具 良好 的抗微生 物作用 ， 分支杆菌 和非 军 对 典 型分支杆菌也有抗菌活性 ； 对厌 氧菌的抗菌 活性则较差 。
禽类 的集 约化养殖在带来巨大经 济效 益的 同时 ，也 给某 些疾病 的防治带来 了困难 。如某些 病原菌血 清型较为复杂 ， 使 得免疫接种效 果不理想 ， 而使 某些传染病一旦发生 ， 从 便会迅 速传播 ， 给养殖业带来不可挽 回的损失 。由于环丙沙星抗 菌较 广， 因而被广 泛用 于禽类某些疾病的治疗 。环丙沙星与中草药
治 疗 ， 于 细 菌 性 肺 炎 有 时 可 起 到 较 好 的效 果 ， 对 于 由 耐 药 对 但
星 。肉鹅葡 ３ Ｏ毫米 。
３ 小结
近年来 ， 环丙沙 星已被 广泛用 于畜 禽 、 水产及 昆虫 （ 如家
胞菌 （ 即俗 称 的绿 脓 杆 菌 ） 假 单 胞 菌 属 的大 多 数 菌 株 具 抗 等
菌作用。对 甲氧西林敏感 的葡萄球菌也具抗菌活性 ， 对肺炎链
球 菌 、 血 性 链球 菌 和 粪肠 球 菌 具 中等 抗 菌 活 性 。对 沙 眼 衣 原 溶
给药 的副作用 ， 效果 明显优于 全身给药 ， 安全方便 ， 临床 且 在
青霉素 、 链霉素。 ２４ 局 邵 感 染 ．
环丙沙星的合成工艺
从化合物3到4通常的方法 是先将8氧化成酸后酰氯化、再与丙二酸二 乙酯缩台、然后部分水解并脱羧得4，这就需要四步。我们参考文献 的方法将3与碳酸二乙酯缩合，一步得到酮酯（4），而且产率较高， 这样能大大缩短工艺路线。主要中间体及最终产物的结构均经红外光 谱、核磁共振谱及质谱确证.
实验部分
一、2，4-二氯氟苯（2）
六、环丙沙星(1)
将8 6.4g(0.023mol)、无水哌嗪10．0g(0.116 mol)及DMF 33 ml 搅拌混台，在140℃反应2h，减压蒸去溶剂，残物悬浮于水30ml中， 抽滤，水洗。湿固体加水3Oml煮沸几分钟，冷却，抽滤，水洗，真 空干燥至恒重，得4.6g，收率6l.3%。
Thank you！
将3-氯-4-氟苯胺43.5g(0.30mol)及浓盐酸210ml搅拌混合，在 80℃反应1Omin。在0～1O℃下滴加由亚硝酸钠21g(0.30mol)及水 90ml配成的冷溶液，加毕在0℃以下反应0.5h，加入尿素2g。将所 得的重氮盐溶液在12～18℃下慢慢加到预先配制的CuCl(0.36mol)冷 溶液中，加毕慢慢升温至90℃。水汽蒸馏，用苯提取借出液，依次用 1O%Na0H水溶液、浓H2SO4水洗涤， 无水硫酸钠干燥。蒸去溶剂， 减压收集76～77℃／1333Pa馏份得30.4g，收率80.0％。
五、1-环丙基-7-氯-6-氟-l，4-二氢-4-氧喹啉-3羧酸(6)
将5 6.4g(0.018 mol)、无水二噁烷20ml搅拌混合，在冰浴冷却 下，分批加入80%NaH 0．7 g(0.023 mo1)，加毕回流反应2h，蒸去 溶剂。残留物悬浮于水3O ml中，加入氢氧化钾1.33g回流反应2h， 热过滤。滤液在冰浴冷却下用稀酸调节pH 至1～2，抽滤，水洗，真 空干燥至恒重，得5．0 g，收率98．O％。
喹诺酮限量——精选推荐
环丙沙星又称环丙氟哌酸，属于第三代氟喹诺酮(fluoroquinolones，FQs)类药物，其通过作用于细菌DNA螺旋酶，而具有广泛的抗菌谱和极强的抗菌活性。
目前CIP广泛地应用于人医和畜牧业生产中。
由于CIP在水产品中的残留不仅直接威胁了公共卫生安全和生物安全、污染了自然环境，还严重影响了我国主要水产品的对外出口贸易心]。
目前CIP已被列为禁用渔药"。
利用免疫学方法作为初筛方法检测水产品中的药物残留，具有灵敏、快速、特异和简便等一系列优点¨’4。
1，有十分广泛的应用前景和实用价值。
随着我国水产养殖业的迅速发展，渔药大量投入使用。
由于药物残留具有毒副作用，严重危害着人体健康，渔药残留已成为国际社会对我国水产品设置的主要贸易壁垒之一，是影响我国水产品进入国际市场的关键。
抗生素使用非常普遍。
易造成残留。
近几十年来，我国水产养殖业发展迅速，养殖规模不断扩大，产量迅猛增加。
目前，我国已成为世界水产品生产和出口大国，水产品养殖产量已占全球养殖产量的2／3。
但我国养殖水产品质量水平不高，总体形势不容乐观，尤其是出口鳗鲡、虾仁等药残问题，在国际市场上造成了极为恶劣的影响，并给我国水产品出口企业带来了灾难性的打击。
1995—2000年闻，日本市场多次退回并销毁抗生素超标的我国鳗鲡及其制品；另外，2002年1月31日，欧盟因氯霉素超标禁止进口中国的所有动物源性食品，造成我国水产行业近5万劳动力下岗，十几万渔民的水产品因企业无法履行收购合同卖不出去，损失达6．23亿美元¨-3J。
因而加强养殖水产品中药物残留的检测方法研究，加强监控管理已是当务之急。
目前水产品中药物残留检测分析方法主要有气相色谱法、液相色谱法、免疫法和联用技术等。
高效液相色谱法(HPLC)灵敏度较高、可靠性较强，是目前应用广泛的一种理化检测手段。
此法重复性好、速度快，可使许多极难分离的待测物得以分析。
且制定了水产品中渔药残留限量(MRL)：四环素类均100u g／kg、磺胺类均为100u g ／kg(TMP为50u g／kg)、喹诺酮类均为50u g／k(恶喹酸不得检出)，要求不得检出的药物有：氯霉素类、呋喃唑酮、硝基咪唑类、己烯雌酚、喹乙醇、孔雀石绿等，对汞、砷、铅等重金属含量也有限定。
环丙沙星
环丙沙星环丙沙星百科名片环丙沙星为合成的第三代喹诺酮类抗菌药物，具广谱抗菌活性，杀菌效果好，几乎对所有细菌的抗菌活性均较诺氟沙星及依诺沙星强2～4倍，对肠杆菌、绿脓杆菌、流感嗜血杆菌、淋球菌、链球菌、军团菌、金黄色葡萄球菌具有抗菌作用。
目录主要成分动力学适应症用法用量不良反应临床研究用药禁忌相互作用生产企业主要成分动力学适应症用法用量不良反应临床研究用药禁忌相互作用生产企业展开编辑本段主要成分分子结构通用名：环丙沙星环丙沙星结构式英文名：Ciprofloxacin 中文别名：环丙氟哌酸、适普灵类别：西医药物化学名称：1-环丙基-6-氟-1,4-二氢-4-氧代-7-(1-哌嗪基)-3-喹啉羧酸分子式：C17H18FN3O3分子量：331.35质量标准：USP28,EP5和BP2002制剂：1.片剂：0.25g、0.5g、0.75g。
2.针剂：0.1g/50ml、0.2g/100ml。
3.滴眼剂：3%、8ml。
用途：本品属高效广谱抗菌药。
药理作用属氟喹诺酮类，抗菌谱同诺氟沙星，其抗菌活性是目前广泛应用的氟喹诺酮类中最强者。
除对革兰阴性杆菌有高度抗菌活性外，尚对葡萄球菌属具有良好抗菌作用，对肺炎球菌、链球菌属的作用略差于葡萄球菌属。
本品对部分分枝杆菌、沙眼衣原体、溶脲脲原体、人型支原体等亦具抑制作用。
该药的作用机制及细菌耐药情况参见诺氟沙星。
为杀菌剂，现一般认为喹诺酮类作用于细菌细胞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。
编辑本段动力学口服本品250mg和500mg后，高峰血药浓度分别为1.45mg/L和2.56mg/L，生物利用度为49％～70％。
静滴本品100mg和后，高峰血药浓度为2.53±1.03mg/L。
该药吸收后在体内广泛分布，在水泡液、前列腺、肺和泌尿生殖道组织、痰液中均可达有效药物水平。
本品的消除半减期为3.3～4.9h，自尿中以药物原形排出给药量的29％～44％（口服）和45％～60％（静滴），部分以代谢物形式自尿中排出。
环丙沙星 别名：丙氟哌酸,悉复欣、环丙氟哌酸、悉复欢、适
inhibited DNA synthesis and replication and the bacterial cause of death. The role and use 【】 Synthetic product is the third generation quinolone antibacterial drug with broad-spectrum antibacterial activity, bactericidal effect well, almost all bacteria antibacterial activity than norfloxacin and enoxacin strong 2 ~ 4 times that of the Enterobacteriaceae, Pseudomonas aeruginosa, Haemophilus influenzae, Neisseria gonorrhoeae, Streptococcus, Legionella, Staphylococcus aureus with antimicrobial activity. Mainly used in clinical 敏感菌-induced respiratory tract, urinary tract, digestive tract, such as skin and soft tissue infections and cholecystitis, cholangitis, otitis media, sinusitis, such as gonococcal urethritis. Of methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) infections caused by vancomycin resistance should not, and optional 用本品 as a combined one. 【Usage】 dose and Oral, adult 0.2g / time, 2 ~ 3 times / day; also use for 0.5g ~ 0.75g / times, 1 times / 12 hours. Infusion, 0.1g ~ 0.2g / times, 2 times / day can be normal saline or glucose injection dilution, infusion time of not less than 30 minutes. 【Formulations and specifications 】 1 tablet: Each tablet marked volume calculated by ciprofloxacin 250mg; 500mg; 750mg (1 permanganate salt hydrates respectively 291,582 or 873mg). Injection 2: Each 100mg (50ml); 200mg (100ml) (containing lactate were 127.2 or 254.4mg). Side effects 【】 One common are nausea, abdominal pain and diarrhea on areas such as. 2 has a headache, irritability, and skin rash. 3 for the goods allergy disabled, pregnant women, lactating women and children used with caution.
年产500吨环丙沙星的生产工艺设计
本科毕业设计 (论文)年产500吨环丙沙星的生产工艺设计The design process of an annual output of 500 tons of ciprofloxacin学院：化学工程学院专业班级： ****学生姓名： ***** 学号：****指导教师： ******2015 年 6 月目录1 引言 (1)1.1 环丙沙星的性质和用途 (1)1.2 环丙沙星的合成工艺现状及选择 (1)1.3 本设计的意义 (3)2 环丙沙星合成工艺设计 (4)2.1 环丙沙星的合成工艺原理 (4)2.2 工艺路线 (5)2.3 物料衡算 (5)2.4 热量衡算 (16)2.5 动量衡算 (29)3 综合利用与“三废”处理 (31)3.1 废气 (31)3.2 废水 (31)3.3 废渣 (31)4. 主要设备一览表 (31)5. 环丙沙星生产过程主要设备的进出物料一览表 (32)结论 (35)致谢 (36)参考文献 (37)1 引言环丙沙星(ciprofloxacin),别名：环丙氟哌酸、悉复欢、适普灵，是第三代喹诺酮类药物中抗菌作用较强的一种，德国Bayer 药厂于1983年首先推出。
它有其特有的抗菌机理，且具有广谱抗菌作用、高技、使用比较方便，已成作为抗感染的药物，是临床上比较常用的[1]。
环丙沙星具有抗菌谱广、杀菌效果好、副作用小、便宜等特点，对于其他大部分细菌来说，它的抗菌活性较诺氟沙星强几倍。
目前环丙沙星的发展比较迅速，已在40多个国家上市，在国际市场竞争中特别激烈，其销售量在抗菌类药物中居首位，并且利润增长速度也占抗菌药物之首。
因此，研究环丙沙星的合成工艺，找出优异，有效的，并且能够适合我国工业生产的新方法，加速此药的发展，有着很大的意义。
1.1环丙沙星的性质、药理作用和用途1.1.1环丙沙星的性质环丙沙星结构式：环丙沙星分子式为C 17H 18FN 3O 3，分子量为331.35，其游离碱是浅黄色或黄色结晶性粉末状物质，在水或乙醇中几乎不溶。
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喹诺酮类药物的母核为 4 －喹诺酮， 结构 特征 在其1、5、6、7、8位引入不同的基 团，即合成本类各种药物。
喹诺酮类药物的基本结构分类 其分子结构的基本骨架均为氮 (杂 )双并环结构，即由 4-吡啶酮 -3 -羧酸与另一个六元环，按照骨架双并环 结构中的两个组成环的不同，大致可将喹诺酮类药物分 为吡啶并吡啶酮酸、嘧啶并吡啶酮酸、噌啉酸和喹啉酸 四大类。早期开发的喹诺酮类药物多属于吡啶并吡啶酮 酸类 (如：萘啶酸)、嘧啶并吡啶酮酸类(如：吡啶酸和 吡咯米酸 )和噌啉酸类(如：西诺沙星)，而近年来开发 的多属于喹啉酸类。
第四阶段(1997年至今) 此阶段的喹诺酮类药物。如莫西沙星、巴洛沙星、 格替沙星等。与前三代喹诺酮类药物相比，第四 代喹诺酮类药物基本结构中的萘啶环被进行了各 种修饰，并对其所含的氟基团加以改变，从而 使其作用特点又有了改善。
作用特点 1、抗菌谱广，抗菌活性高，对G-菌包括绿脓杆菌 均有较强的抗菌作用，对G+菌、支原体、衣原体 均有良好抗菌作用。 2、对细胞组织穿透力强、易吸收，在体内分布广 泛，血浆蛋白结合率低，血浆半衰期相对较长， 对各组织系统的感染均有良好疗效，多数经尿排 泄，尿中浓度高。 3、细菌对其不易产生耐药性，与其它抗菌药无交 叉耐药性。 4、多数品种半衰期相对较长，给药次数少，便于 使用。 5、不良反应少，大多轻微。
（1）拓朴异构酶Ⅱ 拓朴异构酶Ⅱ为2个A亚基和2个B亚基组成的四聚体，催化依 赖于ATP提供能量的DNA负超螺旋，在DNA复制和转录的起始阶 段起重要作用。其中A亚基负责DNA断裂和重接；B亚基催化ATP 的水解。其具体过程是：拓朴异构酶Ⅱ与环状DNA结合产生正 超螺旋，A亚基使DNA双链（后链）断裂形成缺口。于是前 链移到缺口后，这一过程由B亚基介导，使ATP水解而完成。之 后在A亚基参与下断裂的链再连接形成负超螺旋。
耐药性 不易产生耐药性,本类药物之间有交叉耐药性。产生机 制主要是细菌细胞壁通透性发生改变，使进入细胞的 药物减少或药物主动外排，而产生低浓度耐药；而由 于DNA螺旋酶发生突变的产生的耐药相对很少。
1、喹诺酮类药物作用靶位的变异
由于喹诺酮类药物结构的差异及细菌的菌属不同，作 用的主要靶位点也不同。 对于革兰氏阴性菌，A改变最常见; 其次是B。B突变 促进A突变耐药性的产生，尚无资料表明B突变作为 独立的耐喹诺酮类的机制。 对于革兰阳性菌，A改变通常只发生在C/E突变之后， 只有在C/E突后，A的改变才能提高耐药性。
X-8位 8-位取代基主要影响抗菌谱和体内抗菌活性。 在8-位引入第二个氟原子，可显著提高抗G－菌和 G+菌的活性，如洛美沙星。当1-位和8-位连接成环， 即三环喹诺酮，明显延长了药物的半衰期，如氧氟 沙星和芦氟沙星。但与此同时，含此类结构的喹诺 酮类药物的光毒性也在增强。引入烷氧基可降低光 毒性，如8位引入甲氧基后与引入卤素原子相比，对 抗G+、G-菌活性影响不大，但是光毒性却大为降 低；引入乙氧基光毒性最低但是抗菌活性降低。此 外5位取代也与光毒性有一定的关系。如司帕沙星， 8位F取代，5位有氨基取代，在喹诺酮类药物中光 毒性最大，小剂量即可引起光敏反应。
药动学 单胃动物和未反刍的犊牛口服吸收迅速而完全， 0.5-2h内血药浓度达到峰值，但成年反刍动物内服 吸收差。肌肉注射本类药物能迅速完全的吸收。 本类药物在体内分布广泛，可进入组织细胞内， 肺脏、乳腺组织中浓度较高，可透过胎盘屏障。在 体内代谢复杂，常因药物种类和动物品种的不同有 明显的差异。一般连续给药无蓄积作用，2-3天全 部排出体外，多以原形随尿排出。
C-6位
在C-6位引入氟原子，不仅可增强该化合物的脂溶 性及对细菌细胞壁的穿透力（1-70倍），而且还 可提高该化合物与细菌组织之间的亲和力及与细 菌DNA旋转酶之间的亲和力。所以，第三代喹诺 酮类抗菌剂的C-6位几乎都被氟所取代。 但将Ｃ-6位氟移至X-8位后，发现其抗菌活性几 乎没有变化。人们对C-6位非氟取代化合物及其活 性进行了研究，发现 6-氨基取代物的抗菌活性并 不弱于 6-氟取代物。
（2）拓扑异构酶 IV 拓扑异构酶 IV为2个C亚基和2个E亚基组成的四聚体，在DNA复 制后期姊妹染色体的分离过程中起重要作用。其中C亚基负责 DNA的断裂和重接；E亚基催化ATP的水解。氟喹诺酮类药并不 是直接与拓朴异构酶Ⅱ结合，而是与DNA双链中非配对碱基结 合，抑制拓朴异构酶Ⅱ的A亚单位，使DNA超螺旋结构不能封口， 从而影响DNA的复制而呈现迅速的杀菌作用。
3、外膜通透性下降 由于喹诺酮类药物的作用靶点都存在于菌体内，因此药物必 须进入菌体内才会发挥抗菌效力。药物到达靶位需经细胞外 膜和胞质膜， 后者对于喹诺酮类不构成屏障，因其可通过 简单扩散进入。革兰阴性菌的外膜是用来抵御外来毒物的有 效屏障，某些细菌对抗菌药的固有耐药性即可由此来解释， 这种屏障作用与外膜的膜孔蛋白和脂多糖(LPS)有关。外膜 通透性下降导致对喹诺酮耐药目前仅见于革兰阴性菌，且使 其MIC值提高相对较低，很多时候有其他抗菌药的交叉耐药， 但交叉多不完全， 取决于药的亲(疏)水性。
C-5位 在早期人们认为C-5位被取代会降低化合物的抗菌活性。 研究证明，在此位置上适当的取代还是有益的。结 果显示，C-5位上用氨基取代时，抑制革兰氏阳性及 阴性菌的活性为最高。如：司帕沙星对革兰氏阳性菌 厌氧菌、衣原体有作用，而对结核分枝杆菌的抗菌活 性为最强。 5-氨基取代物的活性还与N-1位取代基有关。当N-1 位上为 2 ，4-二氟苯基和乙基取代基时，将导致其药 物活性降低；当N-1位为环丙基时，则可改善药物对 革兰氏阳性菌的抗菌活性。 此外5-氨基取代物的活性还与C-8位取代基有关。 经比较发现，C-8位用氟取代，效果较好，如：司帕 沙星。而正在开发研制中的HSR-903的C-8位上是用 甲基取代，其抗革兰氏阳性菌和阴性菌的活性分别 为环丙沙星的 8~64倍和2~6倍，且没有光毒性。
N-1位
N-1位取代基直接影响喹诺酮类药物的抗菌活性。 早期研究认为：N-1位取代基的最佳立体摩尔长度为 0.42nm ，近似于一个乙基的长度。如：萘啶酸、吡哌 酸和氟哌酸即含有一个N-1位乙基 。从立体体积、电子 供给和空间效应等方面综合考虑 ，环丙基取代N-1位， 比乙基更有利，可进一步扩大抗菌谱和增强了抗菌活 性（增强了衣原体和支原体的作用），典型代表如： 环丙沙星，恩诺沙星和奥比沙星但环丙基的细胞毒性 较高。于上世纪末开发的N-1位上以顺式氟环丙基取 代的西他沙星不仅降低了其对细胞的毒性 ，同时还 大大增强了抗菌活性。此外，氟苯基也是目前N-1 位上常见的取代基。
三、喹诺酮类抗菌药
来源 为化学合成抗菌药，因其含有喹诺酮的基本结构而命名。 从美国的Sterling－winthrop研究所在1962年合成第一 代产品萘哌酸以来，许多学者致力于开发研制本类药物。 目前，国际学术界将喹诺酮类药物的发展分为4个阶段。 第一阶段(1962~1969年) 第一代喹诺酮类药物以萘啶酸为代表，此外还包括恶喹 酸、吡咯酸等品种，主要用于部分革兰氏阴性杆菌，对 革兰氏阳性菌和绿脓杆菌无效。内服吸收差，不良反 应严重，目前已经淘汰。
C-7位 C-7位的结构主要影响药物的药代动力学、抗菌谱及抗 菌作用强度等；此外，还影响药物的亲水性及与药物神 经毒性的强弱有关。第三代氟喹诺酮类药物的C-7位上 几乎全部为哌嗪类似物，且均为离子型亲水化合物，抗 菌活性也明显高于第一代和第二代喹诺酮类药物。 此后开发的氟喹诺酮类药物的C-7位上，绝大多数以 各种氨基吡咯烷取代 ，其最大的优点是抗菌谱更广。 如克林沙星几乎对临床上所有的致病菌均有良好的抗菌 活性，它对金黄色葡萄球菌、链球菌等革兰氏阳性菌的 抗菌活性是环丙沙星的16-32倍，比司帕沙星强 2-4倍。
(+)
DNA螺 旋酶
(-)
DNA螺旋酶
(-) ATP ADP
(-)
(-)
正超螺旋
(-)
负超螺旋
喹诺酮类抗菌药
DNA螺旋酶对DNA负超螺旋形成模型图
(+)
DNA螺 旋酶
(-)
DNA螺旋酶
(-) ATP ADP
(-)
(-)
正超螺旋
(-)
负超螺旋
喹诺酮类抗菌药
DNA螺旋酶对DNA负超螺旋形成模型图
第二阶段(1970~1977年) 第二代喹诺酮类药物以吡哌酸为代表，此外还包括吡 咯米酸等品种，在抗菌谱和抗菌或性上比第一代产品 扩大和增强，对绿脓杆菌有活性但不高，革兰氏阳 性菌仍然不敏感，内服可少量吸收，不良反应也明显 减少，主要用于泌尿系统和肠道感染。
第三阶段(1978~1996年)
喹诺酮类药物于此阶段在其结构改造上有了很大突破， 即在其喹啉环的第6位上用氟取代，故这类为数众多的 药物又称氟喹诺酮类药物（FQS）。如诺氟沙星(氟哌 酸)、氧氟沙星 、环丙沙星 (环丙氟哌酸 )等。
C-2位
2-位引入取代基会引起药物活性下降或消失，因为 2位靠近酶结合部位（即3-位），会干扰3-位羧基和4位羰基的共平面，从而改变3-位羧基和4-位羰基的二 面角数值，使药物活性降低，所以2-位多为H。
C-3和C-4位
C-3位的羧基和C-4位的酮基被认为是喹诺酮类药物与 其作用靶酶-细菌的DNA旋转酶相结合的必要部分，因 此是其活性所必需的基团。 有人用磺酸、醋酸等取代C-3位的羧基，结果导致喹诺 酮类药物活性降低；而用其他基团取代C-4位上的酮基， 未能得到有活性的化合物。研究表明C-3位羧基和C-4 位酮基的共平面性是喹诺酮类药物发挥药效的重要前 提条件，因为羧基与酮基上的O及N-1位上的N的电荷 密度与其生物活性具有一致性关系。当羧基与酮基间 的二面角约大于20°时，化合物即失去活性。
抗菌作用 氟喹诺酮类药物为广谱杀菌药。 对革兰氏阴性菌(如大肠杆菌、沙门氏菌、变形杆菌、 肺炎杆菌、绿脓杆菌、巴氏杆菌)、革兰氏阳性菌(如 链球菌、金葡菌、丹毒杆菌)、支原体和厌氧菌均有 效。但对革兰氏阳性菌的作用不如革兰氏阴性菌，尤 其是对革兰氏阳性球菌作用较差。 本类药物的理想杀菌浓度为0.1-10ug/ml，在较高浓度 时杀菌效果降低。此外对链球菌、金葡菌、大肠杆菌 绿脓杆菌等能产生PAE，一般可维持几个小时。