本类抗生素包括青霉素族和头孢菌素族，他们的分子结构中均含有β-内酰胺环。

　　基本结构：

　　分子中都有一个游离羧基和酰胺侧链。

　　青霉素：β-内酰胺环和氢化噻唑环

　　头孢菌素：β-内酰胺环和氢化噻嗪环

　　性质：

　　溶解度：青霉素和头孢菌素分子中的游离羧基具有相当强的酸性，能与无机碱或某些有机碱形成盐。其碱金属盐易溶于水，而有机碱盐难溶于水，易溶于甲醇等有机溶剂。

　　旋光性：青霉素族分子中含有三个手性碳原子，头孢菌素族含有两个手性碳原子，都具有旋光性。

　　紫外吸收特性

　　青霉素分子中的母核部分无紫外吸收，但出侧链酰胺基上r如具苯环共轭系统，则有紫外吸收特性。

　　头孢菌素由于母核部分具有o-c=n-c=c结构，故有紫外吸收。

　　β-内酰胺环的不稳定性

　　β-内酰胺环是青霉素族结构最不稳定的地方，如与酸、碱、青霉素酶、羟胺及某些金属离子（铜、铅、汞和银）等作用时，易发生水解和分子重排，导致β-内酰胺环的破坏而失去活性。

　　鉴别试验：

　　⑴钾、钠盐的火焰反应

　　⑵呈色反应

　　①羟肟酸铁反应：青霉素及头孢菌素在碱性中与羟胺作用，β-内酰胺环破裂生成羟肟酸，在稀酸中与高铁离子呈色。

　　头孢哌酮：红棕色；氨苄西林：紫红色；头孢氨苄：红褐～褐色；头孢噻吩钠：红褐色；普鲁卡因青霉素：紫红色；头孢唑啉钠：红棕色。

　　②硫酸-硝酸呈色反应：头孢菌素能与硫酸-硝酸反应后成色。

　　头孢噻吩钠：红棕色；头孢氨苄：黄色；头孢噻肟钠：亮黄色。

　　③茚三酮反应：某些具有α-氨基的本类药物（如氨苄西林）遇茚三酮即显蓝紫色。

　　④与斐林试剂反应：本类药物具有类似肽键结构，可产生双缩脲反应。开环分解，使碱性酒石酸铜盐还原显紫色。阿莫西林、氨苄西林钠可采用本法鉴别。

　　⑤变色酸-硫酸呈色反应：阿莫西林加变色酸-硫酸实际混合后，于150℃加热2～3min，因分解除甲醛与变色酸缩合而呈深褐色。

　　⑥与重氮苯磺酸呈色反应：头孢菌素族7位侧链含有酚羟基基团时，能与重氮苯磺酸试液产生偶合反应，显橙黄色。

　　⑦与铜盐呈色：头孢氨苄加醋酸、硫酸铜、氢氧化钠试液后，生成铜配位盐，显橄榄绿色。

　　⑶沉淀反应

　　①在稀酸中生成白色沉淀：青霉素钾和青霉素钠加水溶解后，加稀盐酸2滴，即析出难溶于水的游离基白色沉淀。此沉淀能在乙醇、醋酸戊酯、氯仿、乙醚或过量的盐酸中成盐。

　　②有机胺盐的特殊反应

　　重氮化-偶合反应：普鲁卡因青霉素水溶液酸化后，显普鲁卡因芳伯氨基的重氮化-偶合反应，生成偶氮染料红色沉淀。

　　与三硝基苯酚的反应：苄星青霉素经氢氧化钠碱化后，用乙醚提取，蒸去乙醚后的残渣含有二苄基乙二胺，加稀乙醇使残渣溶解，加三硝基苯酚的饱和溶液，加热后放冷，即析出二苄基乙二胺苦味酸结晶。

　　⑷光谱法［医学教育 网 搜集整理］

　　①紫外分光光度法

　　最大吸收波长鉴定法

　　水解产物的最大吸收波长鉴定法

　　②红外吸收光谱

　　③核磁共振光谱

　　⑸色谱法

　　①薄层色谱法

　　②高效液相色谱法

　　含量测定

　　⑴碘量法（苄星青霉素）

　　青霉素或头孢菌素分子不消耗碘，其降解产物消耗碘。

　　反应分两步进行：第一步反应是按化学计算量进行；第二步青霉噻唑烷酸在酸性条件下被碘氧化的反应受温度、ph、时间等诸多因素影响，故耗碘量没有固定的量关系。因此试验过程中要严格控制温度，同时采用与青霉素标准品平行对照测定，则可抵消上述可变因素的影响。

　　碘与青霉噻唑酸的作用以ph4.5，温度在24～26℃为最好。1摩尔青霉素能吸收8摩尔的碘，故本法的灵敏度较高。

　　注意：在滴定终点时放慢滴定速度，并强力振摇；如果滴定至终点又返现蓝色，说明真正的终点尚未到达。

　　⑵汞量法（青霉素钠、青霉素钾）

　　青霉素分子不与汞盐反应，而其碱性水解产物青霉噻唑酸及继续水解生成的青霉胺都能与汞盐定量反应，根据消耗的汞盐量可以计算青霉素的含量。

　　电位滴定法：指示电极：铂电极；参比电极：汞-硫酸亚汞电极。滴定液：硝酸汞。

　　每1ml的硝酸汞滴定液（0.02mol/l）相当于7.128mg的总青霉素。

　　总青霉素的百分含量与降解产物的百分含量之差值即为青霉素的含量。

　　注意：青霉素含量计算以第二次滴定终点为依据；水解必须完全；空白试验也要称取供试品，但不经氢氧化钠水解；与碘量法比较，汞量法测定青霉素的主要优点是不需要青霉素标准品作对照，汞盐滴定液用edta标定即可。

　　⑶酸碱滴定法（苯唑西林钠）

　　⑷紫外-可见分光光度法

　　⑸高效液相色谱法