[发明专利]制备β-内酰胺化合物的工艺

说明书

本发明涉及制备半合成的β-内酰胺化合物的工艺，这通过用酰化试剂 对母体氨基β-内酰胺进行酶促酰化来实现。

通过用侧链酸衍生物(例如酰胺或酯)对母体氨基β-内酰胺基元 (moiety)进行酰化来酶促生产半合成的β-内酰胺抗生素的方法在专利文 献中已被广泛描述，例如，EP-A-339751、EP-A-473008、WO92/01061、 WO93/12250、WO96/02663、WO96/05318、WO96/23796、WO97/04086、 WO98/56946、WO99/20786、WO2005/00367、WO2006/069984、US 3,816,253和德国专利文献2163792和2621618。该领域中使用的酶很多情 况下是从Escherichia coli获得的青霉素酰化酶，其被固定于多种类型的水 不溶性材料上(例如WO97/04086)。

现有技术工艺的一个主要缺点在于，必须以固定形式分离侧链酯，以 便对侧链酯加以纯化，例如，以降低酯中游离侧链的量。已经发现，特别 是在更疏水的侧链(例如D-苯甘氨酸和D-二氢苯甘氨酸)的情况下，随 后的酶促偶联反应中游离侧链的存在对酶促偶联反应的产率有强烈的负面 影响。这归因于下述事实：由于游离侧链在酶促偶联反应条件下的低溶解 度，游离侧链在酶促偶联反应中的浓度有上限。该限制是由游离侧链不应 结晶或沉淀的要求来决定的，因为沉淀物会对酶促偶联反应的可进行性 (processability)造成负面影响。此外，在对半合成的β-内酰胺化合物的 下游加工的最后步骤中，必须除去污染性的游离侧链，例如，用半合成的 β-内酰胺化合物的最后结晶步骤的母液来进行。游离侧链水平更高时，就 需要更多母液来除去游离侧链，这进而导致半合成的β-内酰胺化合物损失 更多。使得侧链酯以固体形式分离的单元操作使得半合成的抗生素的生产 工艺复杂，并且明显提高了成本。

因此，人们急需下述生产工艺，其中，酯化反应期间形成的侧链酯可 用于随后的酶促偶联反应，而不用以固体形式分离。

WO98/04732在实施例1、3和4中公开了用D-4-羟基-苯甘氨酸的2- 羟基乙酯分别从7-PACA、7-ADCA和6-APA合成头孢丙烯、头孢羟氨苄 和阿莫西林，其中，酯在其合成之后直接加入到随后的酶促偶联反应中， 而并不以固体形式分离。D-4-羟基-苯甘氨酸在酶促偶联反应的条件下具有 非常好的溶解度，因此在酶促偶联反应期间不产生D-苯甘氨酸和D-二氢 苯甘氨酸所遇到的问题。为避免其沉淀，因为它们溶解度低，因此可能仅 以非常低的浓度存在。

本发明的一个目的是提供D-苯甘氨酸和D-二氢苯甘氨酸的β-内酰胺 衍生物(例如，氨苄青霉素、头孢氨苄、头孢克洛和头孢拉定)的生产工 艺，其中，侧链酯的合成的特征在于高产率，并且得到的侧链酯仅含低浓 度的游离侧链，并且其中，省去了以固体形式分离侧链酯以纯化侧链酯的 步骤。

“核心”在本文中被定义为半合成的β-内酰胺的β-内酰胺基元，其可 以是任何青霉烯(penem)或头孢烯(cephem)，例如，6-氨基青霉烷酸 (6-APA)、7-氨基去乙酰氧头孢烷酸(7-ADCA)、7-氨基头孢烷酸(7- ACA)或7-氨基-3-氯-3-头孢烯-4-羧酸酯(7-ACCA)。

“侧链”在本文中被定义为在半合成的β-内酰胺化合物中与本文定义 的核心的6-氨基或7-氨基位置相连结的基元，例如，氨苄青霉素、头孢氨 苄和头孢克洛中的D-苯丙氨酸或者头孢拉定中的D-二氢苯甘氨酸。

“游离侧链”是侧链的未经衍生形式，例如，D-苯甘氨酸或D-二氢苯 甘氨酸。

“侧链酯”是游离侧链的酯形式，其中，游离侧链的羧基被酯化至 醇，例如D-苯甘氨酸甲酯或D-二氢苯甘氨酸甲酯。侧链酯可以以游离碱 的形式或者作为盐存在，例如，作为HCl盐存在，侧链酯可以是固体形式 的或者溶解于可溶的溶剂中。

“比例”在本文中被定义为：

其中，量以摩尔表示。

在一个方面，本发明提供了从核心和选自D-苯甘氨酸和D-二氢苯甘 氨酸构成的组的侧链(以侧链酯形式存在)和催化侧链酯偶联至核心的酶 来合成半合成的β-内酰胺化合物的工艺，其特征在于，侧链酯不作为固体 中间产物分离。该工艺例如包括下述步骤：