[发明专利]一种3-去乙酰基-7-氨基头孢烯酸的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及酶工程及生物催化技术领域，具体涉及一种新型医药中间体3-去乙酰基-7-氨基头孢烯酸的制备方法。

背景技术

头孢菌素C(cephalosporin C，CPC)发酵过程中会产生多种组份：头孢菌素C(CPC)、3-去乙酰基-头孢菌素C(DCPC)、3-去乙酰氧基-头孢菌素C(DOCPC)，其中CPC和DCPC共占98％～99.8.％。生产过程中通常只提取CPC用于制备头孢类抗生素关键中间体7-氨基头孢烯酸(7-ACA)，而DCPC和DOCPC一般作为有害杂质被除去。

为了解决细菌耐药性问题，第三代、第四代及更新型的头孢类抗生素均需要在头孢环的第3位和第7位进行修饰。7-ACA的3位为乙酰化的酯键，由于改造成其它铡链相对较难，如合成头孢呋辛、头孢西丁等产品时，需先水解除去3位的乙酰基，即先转变为3-去乙酰基-7-ACA(D-7-ACA)再进行3位修饰。

本发明采用酶法制备了新型医药中间体D-7-ACA。D-7-ACA中间体可以合成绝大多数头孢类抗生素，取代7-ACA中间体是必然的，并且以头孢菌素C发酵液为起始物料，可利用的有效成份更多，生产D-7-ACA的摩尔数更多，等摩尔数的D-7-ACA比7-ACA成本更低，有利于整个产业链成本下降。整个过程均采用用酶法工艺也有利于环境保护事业，是一种可持续发展的工艺路线。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型医药中间体3-去乙酰基-7-氨基头孢烯酸的制备方法，以显著降低头孢类抗生素的合成成本。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

由头孢菌素C(CPC)和3-去乙酰-头孢菌素C(DCPC)以任意比例构成的混合溶液作为底物溶液，采用D-氨基酸氧化酶、GL-7-ACA酰化酶和去乙酰基酯酶三种酶通过氧化、酰化、水解催化反应转化为D-7-ACA，经结晶、干燥获得目的产品。所述酶为固定化酶或液态酶。具体反应原理见附图1、附图2、附图3，目标产物D-7-ACA的结构式见附图4。

所述底物溶液为头孢菌素C发酵粗提液，也可以是头孢菌素发酵液经层析分离精制的由有效成份CPC和DCPC组成的混合溶液，其中CPC的重量浓度为0.5％～15％。

所述三种酶活性浓度为100～15000u/l，其使用方式有以下五种：

1)方法一：底物溶液先在固定化D-氨基酸氧化酶催化作用下进行氧化反应，催化反应条件为：pH6.0～8.5，温度为10～37℃，氧气流量为0.1～10vvm，压力保持0.1～3Mpa；反应完过滤后再在固定化GL-7-ACA酰化酶和去乙酰酯酶的混合酶催化作用下同时进行酰化和酯水解反应，混合酶催化反应条件为：pH6.0～8.5，反应的温度为10～37℃。

2)方法二：底物溶液在固定化D-氨基酸氧化酶和去乙酰酯酶的混合酶的催化作用下同时进行氧化反应和酯水解反应，混合酶的催化反应条件为：pH6.0～8.5，温度为10～37℃，氧气流量为0.1～10vvm，压力保持0.1～3Mpa；反应完过滤后，再在固定化GL-7-ACA酰化酶的催化作用下进行酰化反应，催化反应条件为：pH6.0～8.5，反应的温度为10～37℃。

3)方法三：底物溶液在固定化D-氨基酸氧化酶催化作用下进行氧化反应，催化反应条件为：pH6.0～8.5，温度为10～37℃，氧气流量为0.1～10vvm，压力保持0.1～3Mpa；反应完过滤后，在固定化GL-7-ACA酰化酶催化作用下进行酰化反应，催化反应条件均为：pH6.0～8.5，反应的温度为10～37℃；反应完过滤后在固定化去乙酰基酯酶催化作用下进行酯水解反应，催化反应条件均为：pH6.0～8.5，反应的温度为10～37℃。

4)方法四：底物溶液在固定化D-氨基酸氧化酶催化作用下进行氧化反应，催化反应条件为：pH6.0～8.5，温度为10～37℃，氧气流量为0.1～10vvm，压力保持0.1～3Mpa；反应完过滤后在固定化去乙酰基酯酶催化作用下进行酯水解反应，催化反应条件为：pH6.0～8.5，反应的温度为10～37℃；反应完过滤后在固定化GL-7-ACA酰化酶催化作用下进行酰化反应，催化反应条件为：pH6.0～8.5，反应的温度为10～37℃。