摘要头孢菌素类品种繁多,应用广泛,结构间存在一定共同特征,但不同结构间的性质差异仍缺乏系统性的比较研究,随着研究技术的不断发展,光谱技术与量子化学计算相结合的方法已成为探究结构性质和观察药物分子电子结构最有效的方法之一.为系统全面地研究非前药型第三代头孢菌素结构与性质的关系,采用密度泛函理论方法 X3 LYP/6-311+G(d,p)对其几何结构、红外光谱、紫外光谱、分子静电势、前线分子轨道、反应性描述符等进行对比分析并结合分子对接适当验证.该方法计算几何结构如头孢唑肟(CZX)的理论值和实验值基本吻合,头孢菌素的基本结构(BSC)二面角和键角比较相近,但 N、O 等原子对键长影响较大.头孢他啶(CZX)和头孢噻肟(CTX)的理论计算红外光谱与实验相符,非前药型第三代头孢菌素羰基的C=O 伸缩振动产生的图谱主要集中在 1766～1644 cm-1 之间,1650～1550 cm-1 范围内产生的强峰主要是 N—H 面内弯曲振动引起,伯胺会在 1340～1020 cm-1 范围内产生强峰.紫外光谱最强吸收峰主要集中200～250 和 300～350 nm 范围,其主要是由 HOMO→LUMO+1,HOMO-2→LUMO 和 HOMO-1→LUMO+2等轨道电子跃迁贡献的.分子表面静电势和局部反应性描述符分析预测极大点和极小点分别大多分布在羟基和氨基的 H 原子、羰基 O原子和 N原子较集中的部位附近.前线分子轨道与全局反应性描述符预测头孢他啶(CAZ)药物分子最为活泼,头孢哌酮(CFP)则反之.分子对接显示与 HSA 之间的作用力以疏水作用力、氢键、π-阳离子相互作用为主,并验证静电势分析结果.该研究基于密度泛函理论获得的非前药型第三代头孢菌素的光谱信息和结构性质规律,可为仿制品制备中的质量控制,衍生物的新药筛选开发,作用机理的理解分析等提供重要信息.