[發(fā)明專利]一種酶催化一鍋法合成青霉素類抗生素的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910152438.0
• 申請日: 2009-09-14
• 公開（公告）號: CN101659977A
• 公開（公告）日: 2010-03-03
• 發(fā)明（設計）人: 吳起;杜莉莉;林賢福
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C12P37/00
• 分類號: C12P37/00
• 代理公司: 杭州天勤知識產(chǎn)權代理有限公司
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本發(fā)明涉及青霉素類抗生素的制備方法，尤其涉及一種在含少量水的 有機溶劑/緩沖鹽介質中酶催化一鍋法合成青霉素類抗生素的方法。

背景技術

目前，工業(yè)上半合成的青霉素類抗生素如氨芐西林、阿莫西林、頭孢 克洛、頭孢氨芐及頭孢羥氨芐都是通過化學方法制備的，反應過程中涉及 到側鏈的保護、羧基的活化、縮合反應和側鏈的去保護等眾多化學反應步 驟，因此生產(chǎn)過程中三廢排放量大，嚴重污染環(huán)境。

近幾年來，已有很多文獻報道采用酶法來制備β-內酰胺抗生素，該 方法的突出優(yōu)點是：反應步驟少，條件溫和，能耗低，同時避免使用各種 保護試劑和有毒溶劑，對環(huán)境的污染小。

在酶法合成β-內酰胺抗生素的研究取得一定的進展以后，人們開始 關注合成效果上的提高，特別是合成產(chǎn)率與合成水解的比值這兩個方面的 提高。

J.Mol.Cat.B：Enzym.中報道了一種在有機溶劑/水的雙相體系中酶促 合成頭孢唑啉的方法(J.Mol.Cat.B：Enzym.2000，9，275)。其中，乙酸 乙酯和四氯化碳的引入能夠有效地抑制產(chǎn)物和原料的水解從而提高了合 成的產(chǎn)率和合成水解比值。

專利申請WO?9920786中公開了一種酶促合成頭孢菌素的方法，將底 物母核通過pH調節(jié)，使其達到過飽和濃度，在青霉素酰化酶作用下，與 相應側鏈酰胺縮合，得到產(chǎn)品。這種方法比不將底物母核調到過飽和濃度， 轉化率高10％左右，但是其側鏈與母核摩爾比不大于2.5。

美國專利US?6048708中公開了一種酶促合成β-內酰胺抗生素的方 法，該方法使抗生素母核與酰基供體的濃度在反應過程中一直保持在一個 比較高的水平上(飽和濃度的70％甚至85％以上)，反應至少5個小時， 能夠提高母核的轉化率。

J.Chem.Technol.Biotechnol.中報道了在氨芐西林的合成當中引入乙 二醇作為混合溶劑，改變了原料的pKa值達到抑制水解的效果從而提高了 合成的產(chǎn)率(J.Chem.Technol.Biotechnol.2003，78，431)。

另外，專利CN?1265706，CN?1144274，CN?1572873，WO?9704086 和US?5525483分別公開了涉及到水溶液介質中高底物濃度下，以及新的 固定化青霉素G?；复呋潞铣搔?內酰胺抗生素的方法。

在上述方法中，用于合成青霉素類抗生素的原料基本上都是青霉素的 母核，具體地說就是采用6-氨基青霉烷酸(6-APA)作為反應的起始原料。 這種原料一般是通過酶法或者化學方法裂解青霉素來得到的，其反應式可 表示如下：

裂解所得的6-APA通過結晶分離以后才能夠作為原料用于下游的合 成，會增加整個酶法合成的步驟。

一鍋法合成是近年來化學合成研究的熱點之一，如能將一鍋法合成引 入到β-內酰胺類抗生素酶促合成中可以有效地避免中間產(chǎn)物(抗生素母 核)的分離而直接將其原位應用于下游的合成，這樣就能夠明顯簡化整個 合成過程，降低成本。

Tetrahedron.Lett中報道的新型化學酶法合成頭孢唑啉的方法 (Tetrahedron.Lett.1997，38，4693)，以頭孢菌素C為起始原料，在水溶 液中，經(jīng)三步酶法和一步化學法合成頭孢唑啉，不需要分離純化中間體， 每步酶法的收率接近100％。

Biotechnol.Bioeng中報道了兩步一鍋法制備頭孢氨芐的方法 (Biotechnol.Bioeng.2002，79，356)，將1，5-二羥基萘加至反應液，與頭 孢氨芐一起結晶，這使頭孢氨芐濃度很低，避免了水解，收率為79％。

中國專利200510011635.2中公開了一種在水或水/醇的混合介質中采 用“一鍋法”合成β-內酰胺類抗生素的方法，采用水或含大量水的水與醇混 合物(其中水的重量百分含量為50～100％)的均相反應體系來實現(xiàn)β-內 酰胺類抗生素的合成，取得了一定效果。

但是上述方法中由于反應體系含的水量較大，反應過程中酰基供體側 鏈和產(chǎn)物的水解仍然難以控制，產(chǎn)率有待于進一步提高。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供了一種在含少量水的有機溶劑/緩沖鹽介質中酶催化一鍋 法合成青霉素類抗生素的方法，該方法簡單、產(chǎn)率高、副產(chǎn)物少。