專利名稱：酶催化“一鍋法”制備β－內(nèi)酰胺抗生素的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及抗生素的制備方法，更具體地說(shuō)，涉及采用酶催化“一鍋法”制備β-內(nèi)酰胺抗生素(即頭孢菌素和青霉素)的方法。
背景技術(shù)：
β-內(nèi)酰胺抗生素，即頭孢菌素和青霉素，是臨床上廣泛使用的抗生素。頭孢菌素的結(jié)構(gòu)式如通式(I)所示，青霉素的結(jié)構(gòu)式如通式(II)所示 其中，A表示硫原子或氧原子；Z表示氫原子、鹵素原子、羥基、低級(jí)烷氧基、取代或非取代低級(jí)烷基、C2-C4鏈烯基、雜環(huán)硫亞甲基或雜環(huán)亞甲基；R1為取代或非取代的6元環(huán)基或雜環(huán)基；例如苯基、對(duì)羥基苯基、雙氫苯基或1H-四氮唑基；R2表示氨基或氫原子。
在臨床上應(yīng)用的頭孢克洛，即通式(I)中，Z為氯原子，R1為苯基，R2為氨基；在臨床上應(yīng)用的頭孢丙烯或E-型頭孢丙烯，即通式(I)中，Z為丙烯基，R1為對(duì)羥基苯基，R2為氨基；在臨床上應(yīng)用的頭孢氨芐，即通式(I)中，Z為甲基，R1為苯基，R2為氨基；在臨床上應(yīng)用的頭孢拉定，即通式(I)中，Z為甲基，R1為雙氫苯基，R2為氨基；在臨床上應(yīng)用的頭孢羥氨芐，即通式(I)中，Z為甲基，R1為對(duì)羥基苯基，R2為氨基；在臨床上應(yīng)用的頭孢唑啉，即通式(I)中，Z為(2-甲基-1，3，4-噻二唑-5-基)硫亞甲基，R1為1H-四氮唑基，R2為氫原子。
在臨床上應(yīng)用的氨芐西林，即通式(II)中，R1為苯基，R2為氨基；在臨床上應(yīng)用的阿莫西林，即通式(II)中，R1為對(duì)羥基苯基，R2為氨基。
已有很多文獻(xiàn)報(bào)道采用酶法來(lái)制備β-內(nèi)酰胺抗生素。采用酶法制備β-內(nèi)酰胺抗生素的優(yōu)點(diǎn)是，避免使用有機(jī)溶劑，環(huán)境污染小，而且反應(yīng)條件比較溫和，操作簡(jiǎn)便，成本低。
WO9920786公開(kāi)了一種酶法合成β-內(nèi)酰胺抗生素的方法，6-氨基青霉烷酸(即下面通式(VII)化合物)或7-氨基頭孢烷酸(即下面通式(VI)化合物)與?；噭┻M(jìn)行酶酰化反應(yīng)，得到相應(yīng)的青霉素或頭孢菌素。在該方法中，其特征在于，6-氨基青霉烷酸或7-氨基頭孢烷酸和酰化試劑處于過(guò)飽和濃度。
WO9804732公開(kāi)了一種合成β-內(nèi)酰胺抗生素的方法。該方法是在?；复嬖谙拢?-氨基青霉烷酸或7-氨基頭孢烷酸與酯反應(yīng)，得到相應(yīng)的青霉素或頭孢菌素。在該方法中，采用酯作為?；噭?。
在上述方法中，作為起始原料的7-氨基頭孢烷酸(即通式(VI)化合物)，可以由下述通式(III)化合物通過(guò)7位處側(cè)鏈的酰氨基水解脫去R3CO-，分離后得到；6-氨基青霉烷酸(即通式(VII)化合物)，可以由下述通式(IV)化合物通過(guò)6位處側(cè)鏈的酰氨基水解脫去R3CO-，分離后得到。在分離得到7-氨基頭孢烷酸或6-氨基青霉烷酸后，按照WO9920786或WO9804732所述的方法制備各種頭孢菌素或青霉素。如果能將這兩步反應(yīng)合并在同一反應(yīng)體系中，連續(xù)進(jìn)行，即在“一鍋”中，在水解脫去R3CO-的同時(shí)酶酰化結(jié)合上頭孢菌素或青霉素所需的活性基團(tuán)R1R2CO-，這樣簡(jiǎn)化了反應(yīng)步驟，避免了7-氨基頭孢烷酸或6-氨基青霉烷酸中間產(chǎn)物的分離，大大縮短了反應(yīng)流程，降低成本。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種在同一反應(yīng)體系中、在酶作用下水解和?；s合同時(shí)進(jìn)行的酶催化“一鍋法”制備β-內(nèi)酰胺抗生素的方法。
本發(fā)明提供的酶催化“一鍋法”制備β-內(nèi)酰胺抗生素的方法，該方法包括在水或水與醇混合物反應(yīng)介質(zhì)中，在游離或/和固定化的青霉素酰化酶存在下，通式(III)化合物與通式(VA)的酯或通式(VB)的酰胺反應(yīng)，得到通式(I)的頭孢菌素；或通式(IV)化合物與通式(VA)的酯或通式(VB)的酰胺反應(yīng)，得到通式(II)的青霉素； 或 其中，A表示硫原子或氧原子；Z表示氫原子、鹵素原子、羥基、低級(jí)烷氧基、取代或非取代低級(jí)烷基、C2-C4鏈烯基、雜環(huán)硫亞甲基或雜環(huán)亞甲基；R1為取代或非取代的6元環(huán)基或雜環(huán)基；例如苯基、對(duì)羥基苯基、雙氫苯基或1H-四氮唑基；R2表示氨基或氫原子；R3表示芳基亞甲基或芳氧基亞甲基；R4為氫、CH2X或CHXY，R5為氫、CH2Y或CHXY，其中X和Y各自獨(dú)立地代表氫、羥基、低級(jí)烷基或羥基-低級(jí)烷基。
本說(shuō)明書(shū)中所示各基團(tuán)分別具體如下所述。鹵素原子是指氟、氯、溴或碘。低級(jí)烷氧基，例如甲氧基、乙氧基、丙氧基等。取代或非取代低級(jí)烷基，低級(jí)烷基是指例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基等直鏈或支鏈狀的C1～C4烷基；鹵代的低級(jí)烷基，例如氯甲基、溴甲基、碘甲基等；烷氧基取代的低級(jí)烷基，例如甲氧基甲基、乙氧基甲基等；以及乙酰氧基甲基、氨基甲酰氧基甲基等。C2-C4鏈烯基，例如乙烯基、丙烯基、2，2-二溴乙烯基等。雜環(huán)硫亞甲基例如1，2，3-三唑-4-基硫亞甲基、5-甲基-1，3，4-噻二唑-2-基硫亞甲基、3-甲基-1，3，4-三嗪-5，6-二酮-2-硫亞甲基、1-甲基四唑-5-基硫亞甲基、1-(2-二甲氨基乙基)四唑-5-基硫亞甲基、1，3，4-噻二唑-5-基硫亞甲基、1-(2-羥基乙基)四唑-5-基硫亞甲基等；雜環(huán)亞甲基例如1-甲基吡咯烷基亞甲基、吡啶亞甲基、1，2，3-三唑基、1，5-環(huán)戊二烯基-吡啶亞甲基等。
R3所述的芳基亞甲基或芳氧基亞甲基，其中，芳基是指苯基、茴香基、萘基等。R3，例如為芐基、甲苯基亞甲基、二甲苯基亞甲基、萘基亞甲基或?qū)籽趸S基等。
在本發(fā)明所提供的制備方法中，在R2為氫原子時(shí)，R1優(yōu)選為6元雜環(huán)基，例如1H-四氮唑基。
在本發(fā)明中，用作起始原料的通式(III)所示的β-內(nèi)酰胺化合物，為已知化合物，可以按照Torii等在四面體快報(bào)，Tetrahedron Lett，23，2187～2188(1982)敘述的方法來(lái)制備3-鹵代頭孢烯化合物；在制備了3-鹵代頭孢烯化合物之后，可按照CN1257508A或中國(guó)專利申請(qǐng)03146092.5所述的方法，通過(guò)親核取代反應(yīng)或Wittig等反應(yīng)，在3位C上引入所需要的取代基；然后，按照J(rèn).O.C.1991，56，3638所述方法在酚類(lèi)化合物作用下，斷4位上的羧基保護(hù)基，來(lái)制得通式(III)所示的β-內(nèi)酰胺化合物。
用作起始原料的通式(IV)所示的β-內(nèi)酰胺化合物，可市購(gòu)得到。
通式(VA)的酯或通式(VB)的酰胺，可市購(gòu)得到，或者按WO9804732所述方法來(lái)制備。
所述的青霉素酰化酶，可以是游離的或固定化的青霉素?；?，優(yōu)選固定化的青霉素?；?，例如可購(gòu)買(mǎi)到的德國(guó)Bringer公司PGA-450，中國(guó)長(zhǎng)沙福來(lái)格公司IPA-750等，酶菌來(lái)源，例如Acetobacter pasterurianum、Alcaligenes faecalis、Bacillus megaterium、Escherichia coli、Fusariumoxysporum或Xanthomonas citrii。
在本發(fā)明所提供的方法中，在-5℃～40℃的溫度下，在水或水與醇混合物介質(zhì)中，通過(guò)滴加堿使通式(III)或(IV)化合物溶解，加入通式(VA)的酯或通式(VB)的酰胺，采用酸或堿使該反應(yīng)體系的pH為5.0～9.0，再向該體系中加入游離或固定化的青霉素?；浮Ｔ诜磻?yīng)過(guò)程中，用酸或堿維持該反應(yīng)體系的pH為5.0～9.0，優(yōu)選6.0～8.0，更優(yōu)選6.5～7.5。
本發(fā)明方法中，采用水或水與醇混合物為反應(yīng)介質(zhì)，其中醇可以為一元醇、二元醇或三元醇。一元醇，例如甲醇或乙醇；二元醇，例如乙二醇；三元醇，例如丙三醇。醇的用量為，醇在水與醇混合物中含量為0～50wt.％。
在本發(fā)明中，用來(lái)調(diào)節(jié)體系pH的酸可以為無(wú)機(jī)酸或有機(jī)酸，其中所述的無(wú)機(jī)酸包括鹽酸、磷酸或硫酸，優(yōu)選鹽酸；所述的有機(jī)酸包括甲酸或乙酸。用來(lái)調(diào)節(jié)體系pH的堿包括無(wú)機(jī)堿或有機(jī)堿，其中所述的無(wú)機(jī)堿包括氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液或氨水等；所述的有機(jī)堿包括三乙胺或正丁胺等。在本發(fā)明方法中，優(yōu)選氫氧化鈉溶液、氨水或三乙胺。
在該方法中，通式(III)或(IV)化合物與通式(VA)的酯或通式(VB)的酰胺的摩爾比為1∶1～10，優(yōu)選1∶1.5～3；水或水與醇的混合物反應(yīng)介質(zhì)與通式(III)或(IV)化合物，按重量比為5～200∶1的量，更優(yōu)選10～20∶1；所述的青霉素酰化酶的用量通常根據(jù)酶的活性而定，一般為通式(III)或(IV)化合物的0.1～100倍，以重量計(jì)。
在本發(fā)明所提供的方法中，通常在-5℃～40℃的溫度下進(jìn)行，優(yōu)選5℃～20℃；整個(gè)反應(yīng)時(shí)間通常為2～18小時(shí)。
在反應(yīng)完成后，可以采用常規(guī)已知方法分離通式(I)的頭孢菌素或通式(II)的青霉素，例如采用與β-萘酚形成復(fù)合物的方法。
在水或水與醇混合物介質(zhì)中，在青霉素?；复嬖谙?，通式(III)化合物在7位酰胺基水解脫去R3CO-，生成通式(VI)的7-氨基頭孢烷酸(高效液相色譜檢測(cè)出)，而同時(shí)通式(VA)的酯或通式(VB)的酰胺在酶的作用下與生成的7-氨基頭孢烷酸縮合，生成通式(I)的頭孢菌素。而通式(IV)化合物在6位酰胺基水解脫去R3CO-，生成通式(VII)的6-氨基青霉烷酸(高效液相色譜檢測(cè)出)，而同時(shí)通式(VA)的酯或通式(VB)的酰胺在酶的作用下與生成的6-氨基青霉烷酸縮合，生成通式(II)的青霉素。
因此，本發(fā)明提供的酶催化“一鍋法”制備β-內(nèi)酰胺抗生素的方法，在同一反應(yīng)體系中水解和縮合同時(shí)進(jìn)行，避免了7-氨基頭孢烷酸或6-氨基青霉烷酸中間產(chǎn)物的分離，這樣簡(jiǎn)化了反應(yīng)步驟，大大縮短了反應(yīng)流程，降低成本。而且反應(yīng)體系不形成粘稠物，產(chǎn)品溶液與固定化酰胺化酶易于分離。
具體實(shí)施例方式
下面提供的實(shí)施例是用來(lái)具體地說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方案，這些實(shí)施例不限制本發(fā)明的范圍。
在本發(fā)明中，根據(jù)《美國(guó)藥典》(25版，第351頁(yè)至352頁(yè))規(guī)定的測(cè)定方法，采用高效液相色譜法測(cè)定頭孢丙烯的生成量；根據(jù)《中國(guó)藥典》(2000版，第175頁(yè)至176頁(yè))規(guī)定的測(cè)定方法，采用高效液相色譜法測(cè)定頭孢克洛的生成量；根據(jù)《中國(guó)藥典》(2000版，第190頁(yè)至191頁(yè))規(guī)定的測(cè)定方法，采用高效液相色譜法測(cè)定頭孢氨芐的生成量；根據(jù)《中國(guó)藥典》(2000版，第182頁(yè)至183頁(yè))規(guī)定的測(cè)定方法，采用高效液相色譜法測(cè)定頭孢拉啶的生成量；根據(jù)《中國(guó)藥典》(2000版，第193頁(yè)至194頁(yè))規(guī)定的測(cè)定方法，采用高效液相色譜法測(cè)定頭孢羥氨芐生成量；根據(jù)《中國(guó)藥典》(2000版，第189頁(yè))規(guī)定的測(cè)定方法，采用高效液相色譜法測(cè)定頭孢唑啉生成量；根據(jù)《中國(guó)藥典》(2000版，第717頁(yè))規(guī)定的測(cè)定方法，采用高效液相色譜法測(cè)定氨芐西林的生成量；根據(jù)《中國(guó)藥典》(2000版，第338頁(yè)至339頁(yè))規(guī)定的測(cè)定方法，采用高效液相色譜法測(cè)定阿莫西林的生成量。
實(shí)施例1 Z型頭孢丙烯的制備在100mL的三口反應(yīng)瓶中，加入30mL水，而后再加入7-苯乙酰氨基-3-丙烯基(Z型)-3-頭孢菌素-4-羧酸(通式(III)，R3為芐基，Z為丙烯基(Z型))0.5g，同時(shí)進(jìn)行攪拌，滴加3M氨水調(diào)pH至6.5并使其溶解；然后向反應(yīng)器中加入對(duì)羥基苯甘氨酸乙二醇酯2.1g，再加入PGA-450固定化?；?.5g；使整個(gè)反應(yīng)體系恒溫在15～20℃，并用Metron自動(dòng)滴加儀滴加4M鹽酸，使整個(gè)反應(yīng)體系pH保持在6.5～7.0；反應(yīng)4小時(shí)后，取反應(yīng)液進(jìn)行HPLC測(cè)試(外標(biāo)法)，生成Z型頭孢丙烯0.49g，總轉(zhuǎn)化率為85.0％。
實(shí)施例2 E型頭孢丙烯的制備在100mL的三口反應(yīng)瓶中，加入50mL水，而后再加入7-苯乙酰氨基-3-丙烯基(E型)-3-頭孢菌素-4-羧酸(通式(III)，R3為芐基，Z為丙烯基(E型))0.5g，同時(shí)進(jìn)行攪拌，滴加3M氨水調(diào)pH至7.5并使其溶解；然后向反應(yīng)器中加入對(duì)羥基苯甘氨酸乙二醇酯2.5g，再加入PGA-450固定化?；?.5g；使整個(gè)反應(yīng)體系恒溫在15～20℃，并用Metron自動(dòng)滴加儀滴加4M鹽酸，使整個(gè)反應(yīng)體系pH保持在7.0～7.5；反應(yīng)5小時(shí)后，取反應(yīng)液進(jìn)行HPLC測(cè)試(外標(biāo)法)，生成E型頭孢丙烯0.45g，總轉(zhuǎn)化率為78.1％。
實(shí)施例3 頭孢氨芐的制備在100mL的三口反應(yīng)瓶中，加入25mL水，而后再加入7-苯乙酰氨基-3-甲基-3-頭孢菌素-4-羧酸(通式(III)，R3為芐基，Z為甲基)0.5g，同時(shí)進(jìn)行攪拌，滴加3M氨水調(diào)pH至8.0并使其溶解；然后向反應(yīng)器中加入苯甘氨酸甲酯0.8g，再加入PGA-450固定化?；?.5g；使整個(gè)反應(yīng)體系恒溫在10～15℃，并用Metron自動(dòng)滴加儀滴加4M鹽酸，使整個(gè)反應(yīng)體系pH保持在5.5～6.0；反應(yīng)8小時(shí)后，取反應(yīng)液進(jìn)行HPLC測(cè)試(外標(biāo)法)，生成頭孢氨芐0.467g，總轉(zhuǎn)化率為90.1％。
實(shí)施例4 頭孢羥氨芐的制備在100mL的三口反應(yīng)瓶中，加入35mL水，而后再加入7-苯乙酰氨基-3-甲基-3-頭孢菌素-4-羧酸(通式(III)，R3為芐基，Z為甲基)0.5g，同時(shí)進(jìn)行攪拌，滴加三乙胺調(diào)pH至7.5并使其溶解；然后向反應(yīng)器中加入對(duì)羥基苯甘氨酸甲酰胺0.9g，再加入PGA-450固定化?；?.8g；使整個(gè)反應(yīng)體系恒溫在8～10℃，并用Metron自動(dòng)滴加儀滴加4M鹽酸，使整個(gè)反應(yīng)體系pH保持在7.8～8.0；反應(yīng)3小時(shí)后，取反應(yīng)液進(jìn)行HPLC測(cè)試(外標(biāo)法)，生成頭孢羥氨芐0.48g，總轉(zhuǎn)化率為92.2％。
實(shí)施例5 頭孢克洛的制備在100mL的三口反應(yīng)瓶中，加入50mL水，而后再加入7-苯乙酰氨基-3-氯-3-頭孢菌素-4-羧酸(通式(III)，R3為芐基，Z為氯原子)0.5g，同時(shí)進(jìn)行攪拌，滴加20wt.％氫氧化鈉調(diào)pH至8.0并使其溶解；然后向反應(yīng)器中加入對(duì)羥基苯甘氨酸乙二醇酯2.6g，再加入IPA-750固定化?；?.0g；使整個(gè)反應(yīng)體系恒溫在25～30℃，并用Metron自動(dòng)滴加儀滴加15wt％硫酸，使整個(gè)反應(yīng)體系pH保持在6.0～6.5；反應(yīng)6小時(shí)后，取反應(yīng)液進(jìn)行HPLC測(cè)試(外標(biāo)法)，生成頭孢克洛0.44g，總轉(zhuǎn)化率為83.5％。
實(shí)施例6 頭孢拉啶的制備在100mL的三口反應(yīng)瓶中，加入30mL水和10mL乙二醇，而后再加入7-苯乙酰氨基-3-甲基-3-頭孢菌素-4-羧酸(通式(III)，R3為芐基，Z為甲基)0.5g，同時(shí)進(jìn)行攪拌，滴加3M氨水調(diào)pH至6.5并使其溶解；然后向反應(yīng)器中加入雙氫苯甘氨酸乙二醇酯1.0g，再加入IPA-750固定化酰化酶0.5g；使整個(gè)反應(yīng)體系恒溫在15～20℃，并用Metron自動(dòng)滴加儀滴加10wt％磷酸，使整個(gè)反應(yīng)體系pH保持在5.5～6.0；反應(yīng)7小時(shí)后，取反應(yīng)液進(jìn)行HPLC測(cè)試(外標(biāo)法)，生成頭孢拉啶0.486g，總轉(zhuǎn)化率為93.1％。
實(shí)施例7 Z型頭孢丙烯的制備在100mL的三口反應(yīng)瓶中，加入10mL水，而后再加入7-苯氧乙酰氨基-3-丙烯基(Z型)-3-頭孢菌素-4-羧酸(通式(III)，R3為苯氧亞甲基，Z為丙烯基(Z型))0.5g，同時(shí)進(jìn)行攪拌，滴加3M氨水調(diào)pH至7.5并使其溶解；然后向反應(yīng)器中加入對(duì)羥基苯甘氨酸乙二醇酯1.9g，再加入IPA-450固定化?；?.6g；使整個(gè)反應(yīng)體系恒溫在25～30℃，并用Metron自動(dòng)滴加儀滴加4M鹽酸，使整個(gè)反應(yīng)體系pH保持在6.0～6.5；反應(yīng)4小時(shí)后，取反應(yīng)液進(jìn)行HPLC測(cè)試(外標(biāo)法)，生成Z型頭孢丙烯0.51g，總轉(zhuǎn)化率為88.5％。
實(shí)施例8 頭孢唑啉的制備在100mL的三口反應(yīng)瓶中，加入30mL水，而后再加入7-苯乙酰氨基-3-(2-甲基-1，3，4-噻二唑-5-基)硫亞甲基-3-頭孢菌素-4-羧酸(通式(III)，R3為芐基，Z為(2-甲基-1，3，4-噻二唑-5-基)硫亞甲基))0.5g，同時(shí)進(jìn)行攪拌，滴加3M氨水調(diào)pH至7.5并使其溶解；然后向反應(yīng)器中加入1H-四氮唑乙酸乙二醇酯1.8g，再加入PGA-450固定化?；?.0g；使整個(gè)反應(yīng)體系恒溫在5～10℃，并用Metron自動(dòng)滴加儀滴加4M鹽酸，使整個(gè)反應(yīng)體系pH保持在6.5～7.0；反應(yīng)7小時(shí)后，取反應(yīng)液進(jìn)行HPLC測(cè)試(外標(biāo)法)，生成頭孢唑啉0.41g，總轉(zhuǎn)化率為77.4％。
實(shí)施例9 Z型頭孢丙烯的制備在250mL的三口反應(yīng)瓶中，加入100mL水，而后再加入7-苯乙酰氨基-3-丙烯基(Z型)-3-頭孢菌素-4-羧酸(通式(III)，R3為芐基，Z為丙烯基(Z型))0.5g，同時(shí)進(jìn)行攪拌，滴加5％氫氧化鈉調(diào)pH至6.5并使其溶解；然后向反應(yīng)器中加入對(duì)羥基苯甘氨酸乙二醇酯4.2g，再加入IPA-750固定化?；?.5g；使整個(gè)反應(yīng)體系恒溫在15～20℃，并用Metron自動(dòng)滴加儀滴加3M鹽酸，使整個(gè)反應(yīng)體系pH保持在5.0～5.5；反應(yīng)16小時(shí)后，取反應(yīng)液進(jìn)行HPLC測(cè)試(外標(biāo)法)，生成Z型頭孢丙烯0.41g，總轉(zhuǎn)化率為71.1％。
實(shí)施例10 Z型頭孢丙烯的制備在150mL的三口反應(yīng)瓶中，加入40mL水，而后再加入7-苯乙酰氨基-3-丙烯基(Z型)-3-頭孢菌素-4-羧酸(通式(III)，R3為芐基，Z為丙烯基(Z型))0.5g，同時(shí)進(jìn)行攪拌，滴加3M氨水調(diào)pH至6.5并使其溶解；然后向反應(yīng)器中加入對(duì)羥基苯甘氨酸乙二醇酯1.8g，再加入PGA-450固定化?；?.5g；使整個(gè)反應(yīng)體系恒溫在15～20℃，并用Metron自動(dòng)滴加儀滴加3M鹽酸，使整個(gè)反應(yīng)體系pH保持在8.0～8.5；反應(yīng)3小時(shí)后，取反應(yīng)液進(jìn)行HPLC測(cè)試(外標(biāo)法)，生成Z型頭孢丙烯0.48g，總轉(zhuǎn)化率為83.3％。
實(shí)施例11Z型頭孢丙烯的制備在100mL的三口反應(yīng)瓶中，加入20mL水，而后再加入7-苯乙酰氨基-3-丙烯基(Z型)-3-頭孢菌素-4-羧酸(通式(III)，R3為芐基，Z為丙烯基(Z型))0.5g，同時(shí)進(jìn)行攪拌，滴加4M氨水調(diào)pH至6.0并使其溶解；然后向反應(yīng)器中加入對(duì)羥基苯甘氨酸乙二醇酯6.2g，再加入PGA-450固定化酰化酶4.5g；使整個(gè)反應(yīng)體系恒溫在15～20℃，并用Metron自動(dòng)滴加儀滴加4M鹽酸，使整個(gè)反應(yīng)體系pH保持在7.0～7.5；反應(yīng)2小時(shí)后，取反應(yīng)液進(jìn)行HPLC測(cè)試(外標(biāo)法)，生成Z型頭孢丙烯0.53g，總轉(zhuǎn)化率為91.9％。
實(shí)施例12 氨芐西林的制備在150mL的三口反應(yīng)瓶中，加入40mL水，而后再加入青霉素G鉀(通式(IV)，R3為芐基，)0.5g，同時(shí)進(jìn)行攪拌，滴加5wt％氫氧化鈉調(diào)pH至6.5并使其溶解；然后向反應(yīng)器中加入苯甘氨酸甲酯3.5g，再加入IPA-750固定化酰化酶2.5g；使整個(gè)反應(yīng)體系恒溫在35～40℃，并用Metron自動(dòng)滴加儀滴加4M鹽酸使整個(gè)反應(yīng)體系pH保持在6.0～6.2；反應(yīng)6小時(shí)后，取反應(yīng)液進(jìn)行HPLC測(cè)試(外標(biāo)法)，生成氨芐西林0.45g，總轉(zhuǎn)化率為90.0％。
實(shí)施例13 阿莫西林的制備在150mL的三口反應(yīng)瓶中，加入60mL水，而后再加入青霉素G鉀(通式(IV)，R3為芐基，)0.5g，同時(shí)進(jìn)行攪拌，滴加4M氨水調(diào)pH至5.5并使其溶解；然后向反應(yīng)器中加入羥基苯甘氨酸乙二醇酯2.2g，再加入PGA-450固定化酰化酶1.5g；使整個(gè)反應(yīng)體系恒溫在5～10℃，并用Metron自動(dòng)滴加儀滴加4M鹽酸使整個(gè)反應(yīng)體系pH保持在5.5～6.0；反應(yīng)8小時(shí)后，取反應(yīng)液進(jìn)行HPLC測(cè)試(外標(biāo)法)，生成阿莫西林0.41g，總轉(zhuǎn)化率為82.0％。
實(shí)施例14 阿莫西林的制備在150mL的三口反應(yīng)瓶中，加入60mL水，而后再加入青霉素G鉀(通式(IV)，R3為芐基，)0.5g，同時(shí)進(jìn)行攪拌，滴加4M氨水調(diào)pH至7.5并使其溶解；然后向反應(yīng)器中加入對(duì)羥基苯甘氨酸乙二醇酯2.2g，再加入PGA-450固定化?；?.5g；使整個(gè)反應(yīng)體系恒溫在25～30℃，并用Metron自動(dòng)滴加儀滴加4M鹽酸使整個(gè)反應(yīng)體系pH保持在7.5～8.0；反應(yīng)2小時(shí)后，取反應(yīng)液進(jìn)行HPLC測(cè)試(外標(biāo)法)，生成阿莫西林0.43g，總轉(zhuǎn)化率為86.0％。
實(shí)施例15 氨芐西林的制備在150mL的三口反應(yīng)瓶中，加入40mL水，而后再加入青霉素G鉀(通式(IV)，R3為芐基，)0.5g，同時(shí)進(jìn)行攪拌，滴加4M氨水調(diào)pH至6.5并使其溶解；然后向反應(yīng)器中加入苯甘氨酸乙二醇酯3.0g，再加入PGA-450固定化?；?.5g；使整個(gè)反應(yīng)體系恒溫在15～20℃，并用Metron自動(dòng)滴加儀滴加4M鹽酸使整個(gè)反應(yīng)體系pH保持在6.0～6.2；反應(yīng)6小時(shí)后，取反應(yīng)液進(jìn)行HPLC測(cè)試(外標(biāo)法)，生成氨芐西林0.42g，總轉(zhuǎn)化率為84.0％。
權(quán)利要求
1.一種酶催化“一鍋法”制備β-內(nèi)酰胺抗生素的方法，其特征是，該方法包括在水或水與醇混合物反應(yīng)介質(zhì)中，在游離或/和固定化的青霉素酰化酶存在下，控制pH為5.0～9.0，通式(III)化合物與通式(VA)的酯或通式(VB)的酰胺反應(yīng)，得到通式(I)的頭孢菌素；或通式(IV)化合物與通式(VA)的酯或通式(VB)的酰胺反應(yīng)，得到通式(II)的青霉素； 或 其中，A表示硫原子或氧原子；Z表示氫原子、鹵素原子、羥基、低級(jí)烷氧基、取代或非取代低級(jí)烷基、C2-C4鏈烯基、雜環(huán)硫亞甲基或雜環(huán)亞甲基；R1為取代或非取代的6元環(huán)基或雜環(huán)基；R2表示氨基或氫原子；R3表示芳基亞甲基或芳氧基亞甲基；R4為氫、CH2X或CHXY，R5為氫、CH2Y或CHXY，其中X和Y各自獨(dú)立地代表氫、羥基、低級(jí)烷基或羥基-低級(jí)烷基。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備β-內(nèi)酰胺抗生素的方法，其特征是，所述的R1為苯基、對(duì)羥基苯基、雙氫苯基或1H-四氮唑基。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備β-內(nèi)酰胺抗生素的方法，其特征是，所述的通式(III)或(IV)化合物與通式(VA)的酯或通式(VB)的酰胺的摩爾比為1∶1～10。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備β-內(nèi)酰胺抗生素的方法，其特征是，所述的通式(III)或(IV)化合物與通式(VA)的酯或通式(VB)的酰胺的摩爾比為1∶1.5～3。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備β-內(nèi)酰胺抗生素的方法，其特征是，所述的水或水與醇混合物介質(zhì)與通式(III)或(IV)化合物，按重量比為5～200∶1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備β-內(nèi)酰胺抗生素的方法，其特征是，所述的水與醇混合物，其中所述的醇為甲醇、乙醇、乙二醇或丙三醇，醇在水與醇混合物中含量為0～50wt.％。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備β-內(nèi)酰胺抗生素的方法，其特征是，所述的青霉素酰化酶的用量為通式(III)或(IV)化合物的0.1～100倍，以重量計(jì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備β-內(nèi)酰胺抗生素的方法，其特征是，所述的青霉素?；甘枪潭ɑ那嗝顾仵；?。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備β-內(nèi)酰胺抗生素的方法，其特征是，該方法在-5℃～40℃的溫度下進(jìn)行。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備β-內(nèi)酰胺抗生素的方法，其特征是，所述的pH為6.5～7.5。
全文摘要
本發(fā)明涉及抗生素的制備方法，更具體地說(shuō)，涉及采用酶催化“一鍋法”制備β－內(nèi)酰胺抗生素(即頭孢菌素和青霉素)的方法。在水或水與醇混合物介質(zhì)中，在游離或/和固定化的青霉素?；复嬖谙?，通式(III)化合物與通式(V A)的酯或通式(VB)的酰胺反應(yīng)，得到通式(I)的頭孢菌素；或通式(IV)化合物與通式(VA)的酯或通式(VB)的酰胺反應(yīng)，得到通式(II)的青霉素。
文檔編號(hào)C12P37/00GK1854307SQ20051001163
公開(kāi)日2006年11月1日 申請(qǐng)日期2005年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月26日
發(fā)明者馮勝昔 申請(qǐng)人:廣州白云山制藥股份有限公司廣州白云山化學(xué)制藥廠