非典型b-內酰胺類具有b-內酰胺環和另一雜環（頭霉素類除外），而僅有b-內酰胺環的化合物則稱為單環類。其基本結構如下圖：

碳青霉烯類 氧青霉烷類 青霉烷類 氧頭孢烯類 單環類

非典型β-內酰胺類抗生素的基本結構

（一） 頭霉素類
化學結構與頭孢菌素相似，故也可將其列為第二代頭孢菌素；
頭霉素類藥物有頭孢西丁（cefoxitin）和頭孢美唑（cefmetazole）；
1、 菌譜廣，對g-桿菌作用強，對厭氧菌高敏，對耐甲氧西林金葡菌敏感性差，對銅綠假單孢菌無效；
2、用于g-菌和厭氧菌所致的感染。

（二）碳青霉烯類
藥物有亞胺培南（imipenem）和美羅培南（meropenem）
1、抗菌譜廣，對多數g+、g-菌有效，對厭氧菌有強效（亞胺培南作用最強）；
2、不僅對β-內酰胺酶高度穩定，且有抑酶作用；
3、 亞胺培南易被腎脫氫肽酶降解，需與此酶的特異性抑制劑西司他丁合用；
4、 臨床用于g+、g-菌及厭氧菌所致的感染。

（三）氧頭孢烯類——拉氧頭孢（latamoxef）
1、抗菌譜與抗菌活性與第三代頭孢菌素相似；
2、對厭氧菌尤其脆弱類桿菌作用強；
3、作用維持時間長。

（四）、單環β-內酰胺類抗生素——氨曲南（azthreonam）
1、對g-桿菌高敏，對g+球菌、厭氧菌無效，為窄譜抗生素；
2、對g-桿菌產生的β-內酰胺酶高度穩定
3、主要用于g-需氧菌所致感染

（五）β-內酰胺酶抑制劑
藥物有克拉維酸（clavulanic acid）、舒巴坦（sulbactam）和三唑巴坦（tazobactam）
1、 本身無或有微弱的抗菌活性，但能抑制?-內酰胺酶，保護?-內酰胺環免受水解；
2、 質粒編碼的?-內酰胺酶敏感，對染色體介導的?-內酰胺酶作用弱；常與?-內酰胺類藥物組成復方制劑用于敏感菌所致的感染。