[发明专利]一种酶催化一锅法合成青霉素类抗生素的方法

说明书

技术领域

本发明涉及青霉素类抗生素的制备方法，尤其涉及一种在含少量水的 有机溶剂/缓冲盐介质中酶催化一锅法合成青霉素类抗生素的方法。

背景技术

目前，工业上半合成的青霉素类抗生素如氨苄西林、阿莫西林、头孢 克洛、头孢氨苄及头孢羟氨苄都是通过化学方法制备的，反应过程中涉及 到侧链的保护、羧基的活化、缩合反应和侧链的去保护等众多化学反应步 骤，因此生产过程中三废排放量大，严重污染环境。

近几年来，已有很多文献报道采用酶法来制备β-内酰胺抗生素，该 方法的突出优点是：反应步骤少，条件温和，能耗低，同时避免使用各种 保护试剂和有毒溶剂，对环境的污染小。

在酶法合成β-内酰胺抗生素的研究取得一定的进展以后，人们开始 关注合成效果上的提高，特别是合成产率与合成水解的比值这两个方面的 提高。

J.Mol.Cat.B：Enzym.中报道了一种在有机溶剂/水的双相体系中酶促 合成头孢唑啉的方法(J.Mol.Cat.B：Enzym.2000，9，275)。其中，乙酸 乙酯和四氯化碳的引入能够有效地抑制产物和原料的水解从而提高了合 成的产率和合成水解比值。

专利申请WO 9920786中公开了一种酶促合成头孢菌素的方法，将底 物母核通过pH调节，使其达到过饱和浓度，在青霉素酰化酶作用下，与 相应侧链酰胺缩合，得到产品。这种方法比不将底物母核调到过饱和浓度， 转化率高10％左右，但是其侧链与母核摩尔比不大于2.5。

美国专利US 6048708中公开了一种酶促合成β-内酰胺抗生素的方 法，该方法使抗生素母核与酰基供体的浓度在反应过程中一直保持在一个 比较高的水平上(饱和浓度的70％甚至85％以上)，反应至少5个小时， 能够提高母核的转化率。

J.Chem.Technol.Biotechnol.中报道了在氨苄西林的合成当中引入乙 二醇作为混合溶剂，改变了原料的pKa值达到抑制水解的效果从而提高了 合成的产率(J.Chem.Technol.Biotechnol.2003，78，431)。

另外，专利CN 1265706，CN 1144274，CN 1572873，WO 9704086 和US 5525483分别公开了涉及到水溶液介质中高底物浓度下，以及新的 固定化青霉素G酰化酶催化下合成β-内酰胺抗生素的方法。

在上述方法中，用于合成青霉素类抗生素的原料基本上都是青霉素的 母核，具体地说就是采用6-氨基青霉烷酸(6-APA)作为反应的起始原料。 这种原料一般是通过酶法或者化学方法裂解青霉素来得到的，其反应式可 表示如下：

裂解所得的6-APA通过结晶分离以后才能够作为原料用于下游的合 成，会增加整个酶法合成的步骤。

一锅法合成是近年来化学合成研究的热点之一，如能将一锅法合成引 入到β-内酰胺类抗生素酶促合成中可以有效地避免中间产物(抗生素母 核)的分离而直接将其原位应用于下游的合成，这样就能够明显简化整个 合成过程，降低成本。

Tetrahedron.Lett中报道的新型化学酶法合成头孢唑啉的方法 (Tetrahedron.Lett.1997，38，4693)，以头孢菌素C为起始原料，在水溶 液中，经三步酶法和一步化学法合成头孢唑啉，不需要分离纯化中间体， 每步酶法的收率接近100％。

Biotechnol.Bioeng中报道了两步一锅法制备头孢氨苄的方法 (Biotechnol.Bioeng.2002，79，356)，将1，5-二羟基萘加至反应液，与头 孢氨苄一起结晶，这使头孢氨苄浓度很低，避免了水解，收率为79％。

中国专利200510011635.2中公开了一种在水或水/醇的混合介质中采 用“一锅法”合成β-内酰胺类抗生素的方法，采用水或含大量水的水与醇混 合物(其中水的重量百分含量为50～100％)的均相反应体系来实现β-内 酰胺类抗生素的合成，取得了一定效果。

但是上述方法中由于反应体系含的水量较大，反应过程中酰基供体侧 链和产物的水解仍然难以控制，产率有待于进一步提高。

发明内容

本发明提供了一种在含少量水的有机溶剂/缓冲盐介质中酶催化一锅 法合成青霉素类抗生素的方法，该方法简单、产率高、副产物少。