下列頭孢菌素中，何者可口服且結構具vinyl基團？

本題觀念：

本題考查第三代頭孢菌素（Cephalosporins）的藥物化學結構與藥物動力學特性，特別是給藥途徑（口服 vs. 注射）與C-3位置取代基對藥物性質的影響。

在頭孢菌素的構效關係（SAR）中，C-3 位置的修飾主要影響藥物的代謝穩定性與藥物動力學特性（如口服吸收），而 C-7 位置則主要影響抗菌譜與對 β-lactamase 的穩定性。

選項分析

• (A) Cefotaxime：

  • 給藥途徑：注射（Parenteral）。它是典型的非口服第三代頭孢菌素。
  • 結構分析：C-3 位置具有 acetoxymethyl group (-CH₂OAc)。此基團在體內易被 esterase 代謝水解成活性較低的 desacetyl-cefotaxime，因此不具備乙烯基（vinyl），也不適合口服。

• (B) Ceftizoxime：

  • 給藥途徑：注射（Parenteral）。
  • 結構分析：C-3 位置為 氫原子 (-H)。這使得它不會發生像 Cefotaxime 那樣的去乙醯化代謝，但它不具有 vinyl 基團，亦非口服藥物。

• (C) Ceftibuten：

  • 給藥途徑：口服（Oral）。
  • 結構分析：C-3 位置通常為 氫原子 (-H)（或是亞甲基，視異構體描述而定，但特徵並非 vinyl）。其結構最顯著的特徵在於 C-7 側鏈具有一個 carboxyethylidene group，且缺乏典型的 oxyimino 結構（雖然功能類似），這賦予它對特定細菌的穩定性與口服吸收能力，但它不含 vinyl 基團。

• (D) Cefixime：

  • 給藥途徑：口服（Oral）。
  • 結構分析：C-3 位置具有 乙烯基（Vinyl group, -CH=CH₂）。這個疏水性的 Vinyl 基團不僅增加了對代謝的穩定性，還與其口服吸收特性（透過小腸的雙胜肽轉運體 PEPT1 吸收）密切相關。Cefixime 是第一個臨床使用的口服第三代頭孢菌素，其 "Vinyl at C-3" 是藥物化學中的經典考點。

答案解析

題目要求選出「可口服」且「結構具 vinyl 基團」的頭孢菌素。

1. 篩選口服藥物：Ceftibuten (C)、Cefixime (D)。
2. 篩選含 Vinyl 基團：只有 Cefixime 的 C-3 位置是 Vinyl 基團（-CH=CH₂）。

故正確答案為 (D) Cefixime。

核心知識點

考生應掌握以下口服第三代頭孢菌素的結構特徵與區別：

1. Cefixime：
   • 結構特徵：C-3 為 Vinyl group (-CH=CH₂)；C-7 為 Aminothiazole + Oximino ether。
   • 記憶點：Vinyl 基團幫助口服吸收與穩定性。
2. Cefdinir：
   • 結構特徵：C-3 為 Vinyl group (-CH=CH₂)；C-7 的 oxime 部分沒有接甲基，而是 羥基 (-OH)（無 ether 結構），因此易與鐵離子螯合導致糞便變紅。
3. Ceftibuten：
   • 結構特徵：C-3 為 -H；C-7 側鏈無芳香環（無 aminothiazole），為特殊的 alkylidene 羧酸結構。
4. Cefpodoxime proxetil：
   • 結構特徵：前驅藥（Prodrug），以酯類形式口服。

參考資料

1. PubChem Compound Summary for CID 5362065, Cefixime. National Center for Biotechnology Information. (Cefixime structure confirms vinyl group at position 3).
2. PubChem Compound Summary for CID 5282242, Ceftibuten. (Ceftibuten structure confirms no vinyl group at position 3).
3. Foye's Principles of Medicinal Chemistry. "Beta-Lactam Antibiotics".