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头孢菌素类抗生素(cephalosporins)分子中含有头孢烯的半合成抗生素。属于β－内酰胺类抗生素，是β-内酰胺类抗生素中的7-氨基头孢烷酸(7-ACA)的衍生物，因此它们具有相似的杀菌机制。本类药可破坏细菌的细胞壁，并在繁殖期杀菌。对细菌的选择作用强，而对人几乎没有毒性，具有抗菌谱广、抗菌作用强、耐青霉素酶、过敏反应较青霉素类少见等优点，是一类高效、低毒、临床广泛应用的重要抗生素。头孢维星(Cefovecin)是第三代头孢菌素类药物，临床使用其钠盐头孢维星钠，头孢维星于1994年由SmithKlineBeecham公司首次合成成功，但生产成本较高，后来由辉瑞开发成宠物专用药，于2006年首次在欧盟允许用于猫、狗的皮肤感染治疗，直到2008年美国才允许用于猫、狗的皮肤和软组织感染治疗，目前在我国尚未上市。与已经应用的三种头孢菌素类(头孢拉定、头孢泊肟酯、头孢噻呋)药物相比，头孢维星具有更好的抗菌活性，更高的生物利用度和更长的消除半衰期。对于头孢维星的制备，Pfizer公司已公布的制备方法，是以青霉素G为原料，首先用氯甲酸苄酯保护2位羟基，然后依次对4位羟基进行臭氧化、环氧化，并催化氢化脱除CBZ保护基，然后经开环胺化、酰胺化等8步反应制得头孢维星。但是该方法路线长，收率低，反应条件苛刻，环保要求高，操作难度大，因此用于大量生产不利于操作和节约成本。
头孢维星属于头孢菌素类抗菌药物，其作用机制与其他β－内酰胺类抗生素的作用机制相似，都能抑制胞壁黏肽合成酶，即青霉素结合蛋白，从而阻碍细胞壁黏肽合成，使细菌胞壁缺损，菌体膨胀裂解，为繁殖期杀菌剂。头孢维星抗菌谱广，对大肠埃希菌、多杀性巴杆菌、变形杆菌、克雷伯菌属（括肺炎克雷伯菌）、β－溶血性链球菌、金黄色葡萄球菌及对厌氧菌包括梭杆菌属、拟杆菌属、普雷沃氏菌属、棒状杆菌属和梭状芽胞杆菌属等具有良好的抗菌活性。大多数第3代头孢菌素会在胃中被灭活，十二指肠也会限制药物的吸收，所以口服给药是不可行的。头孢维星一般以头孢维星钠注射液的形式经皮下注射或静脉注射给药。头孢维星不同于其他头孢菌素，它具有高蛋白结合率，因此活性维持时间长；表现为亲水性，主要分布在细胞外液。头孢维星只发生轻微的肝代谢，主要经尿液排出体外。
目前，国外已经报道了关于犬、猫、食蟹猴、东非狒狒、猕猴、松鼠猴、幼鸡和绿鬣蜥等头孢维星药代动力学研究。用随机双相交叉试验对头孢维星在犬体内的药动学参数进行了测定。通过静脉注射和皮下注射两种给药方式，按8mg/kg体重单剂量给药。结果显示，皮下注射后头孢维星的血药峰浓度约为121μg/mL，消除半衰期为133h，其生物利用度高达100％。静脉注射后测得清除率为0.76（mL·kg）/h。头孢维星在皮下注射给药后14d测得尿液中的浓度为2.9μg/mL。通过平衡透析法来测定其血浆蛋白结合率，在浓度范围10μg/mL～100μg/mL（即接近于按8mg/kg体重给药后的峰浓度），测得血浆蛋白结合率为96％～98.7％。渗出液中游离型的头孢维星平均峰浓度为血浆中的3倍，并能维持浓度高于0.25 μg/mL（中间葡萄球菌MＩＣ为0.25μg/mL）达19d。利用随机交叉试验，对成年猫按8mg/kg体重经皮下注射和静脉注射两种方式单剂量给药后进行一系列体内外试验测定其药代动力学参数。结果显示，头孢维星吸收迅速，皮下注射后2h内可达血药峰浓度，约为141μg/mL，生物利用度达99％，消除半衰期为166h。在静脉注射后，分布容积为0.09L/kg，血浆清除率为0.35（mL·kg）/h。利用Ｃ14放射示踪试验对头孢维星的排泄途径进行研究。研究发现，皮下注射21d后50％的药物经尿液排出及25％的药物经粪便排出体外。体外测得在血浆浓度范围为10μg/mL～100μg/mL时，血浆蛋白结合率为99.5％～99.8％。在给药后至少14d内，渗出液中游离型的头孢维星的浓度始终维持高于0.06μg/mL（即头孢维星对多杀性巴氏杆菌MＩＣ90）。
上述研究结果表明，头孢维星在犬和猫体内表现为吸收迅速、消除缓慢、表观分布容积大、生物利用度高的药动学特点，并在细胞外液维持较长时间的游离浓度，可维持14d的有效血药浓度。因此，有人考虑头孢维星是否也适用于动物园作为野生动物兽用药，在作用于其他种类的野生动物时是否同样具有以上药代动力学特点。
通过试验来测定头孢维星对粪肠细菌的数量和敏感性的影响。14只比格犬被随机分配到治疗组（ｎ＝7）或空白组（ｎ＝7），治疗组按8mg/kg体重单剂量皮下注射头孢维星1次。试验期间确定治疗组体内是否含有头孢维星，而空白组体内始终没有检测到头孢维星。试验的第3天，检测到治疗组的大肠埃希菌绝对数量低于空白组的，而在试验的第7、14、28天发现治疗组的耐头孢维星大肠埃希菌绝对数量高于空白组。试验后，治疗组大肠埃希菌出现β－内酰胺类耐药性的情况也比空白组的多。试验结果表明，头孢维星的使用有可能会带来肠道菌群失衡的风险。在为1只24月龄的雄性豹猫治疗骨折时，出现了艰难梭菌性腹泻。其病因怀疑是使用了比推荐剂量高很多的头孢维星，使得肠道菌群失衡，导致艰难梭菌在胃肠道定植而造成腹泻。该试验结果表明了应注意头孢维星的使用剂量。
目前，头孢维星禁止使用在对头孢菌素类和青霉素类抗生素过敏的动物、小于8周龄的犬和猫，以及豚鼠和兔子等草食动物身上。由于头孢维星在犬、猫体内消除半衰期长，而头孢维星在犬、猫怀孕期和哺乳期的安全性评价尚未建立，因此，在最后一次给药12周后方可进行妊娠。
目前，国外已经有关于头孢维星的抗菌活性及用于防治犬、猫由细菌引起的皮肤感染、泌尿生殖道感染、消化道感染、呼吸道感染等的报道，研究表明头孢维星治疗指数高、药效持久、安全性好。同时，也报道了头孢维星用于非洲狮子、东北虎等野生动物细菌感染的防治，效果同样显著。
头孢维星钠盐合成方法包括以下步骤：
(1)溴化：将头孢唑肟钠(GHYA)中间体式(Ⅰ)溶于有机溶剂中，然后降温至3℃，慢慢滴加溴化剂，再加入碱，0-5℃下反应2小时，反应完全后调pH至2，加水，萃取，水相经石油醚、有机溶剂依次萃取，水相调pH至9，有机溶剂萃取后，浓缩，干燥，得溴化产物式(II)；
(2)亲电加成：二氢呋喃溶入甲苯中，室温下加入含有苯亚磺酸和HBF4的有机溶剂，搅拌反应，乙酸乙酯提取，浓缩，干燥，HPLC手性分离，得白色固体产物2S-苯磺酰基四氢呋喃；
(3)亲核取代：溴化产物(II)溶于有机溶剂中，加入步骤(2)中的2S-苯磺酰基四氢呋喃，再添加I2或NMP，反应完全后加水，再用有机溶剂提取，经浓缩、干燥、柱分离后得固体产物式(III)；
(4)脱保护基：将上述式(III)的白色固体溶于溶剂中，添加硫代硫酸钠和碱，通入氨气，加热至回流，反应完成后经过滤、浓缩、干燥，得白色粉末状固体式(IV)；
(5)酰胺化：将步骤4)的产物(IV)与溶剂、AE活性酯加热至50℃，反应，浓缩一半，再将浓缩物加入到有机溶剂和水的混合液中，2小时内，加入含有酸的乙醇液中，沉淀产物，经搅拌、过滤、乙醇洗、干燥后得到产物头孢维星式(V)
(6)头孢维星钠盐的制备：取上述实施例5的产物式10.1g，溶入50ml的丁醇/水混合溶液中，以5M的NaHCO3溶液调节PH值至6.5，加入10g活性炭，搅拌30Min，过滤脱碳，滤液经30℃真空干燥得白色或类白色固体10.15g，收率：96.7％，熔点>；250℃；
[1] 头孢维星研究概况
[2] 头孢维星研究进展
[3] CN201510786189.6一种头孢维星及其钠盐的合成方法