CN105368910A

CN105368910A - 一种酶法合成头孢丙烯的方法

Info

Publication number: CN105368910A
Application number: CN201510946542.2A
Authority: CN
Inventors: 周自金; 罗新祖; 钱志勇; 汪飞强; 刘要武; 张波; 钟建西; 张群芳
Original assignee: CHINA UNION CHEMPHARMA (SUZHOU) Co Ltd
Current assignee: Suzhou Shengda Pharmaceutical Co., Ltd.
Priority date: 2015-12-17
Filing date: 2015-12-17
Publication date: 2016-03-02
Anticipated expiration: 2035-12-17
Also published as: CN105368910B

Abstract

本发明涉及一种酶法合成头孢丙烯的方法，头孢丙烯母核、D-对羟基苯甘氨酸甲酯和/或D-对羟基苯甘氨酸乙酯、水、青霉素酰化酶在10~25℃反应得头孢丙烯粗品和酶反应母液，控制温度为0~15℃，pH值为0.2~0.8，加入N,N-二甲基甲酰胺，搅拌均匀，加入晶种进行养晶，调节pH值至5.5~6.5，控制温度为10~30℃，得到头孢丙烯N,N-二甲基甲酰胺复合物；控制温度为0~25℃，向反应器中加入水和头孢丙烯N,N-二甲基甲酰胺复合物，搅拌转晶1~4.5小时，然后经过滤、洗涤、抽干、干燥得到头孢丙烯成品。本发明产品收率高、纯度高、外观呈白色，制备方法简单易行，条件温和，更适宜产业化生产。

Description

一种酶法合成头孢丙烯的方法

技术领域

本发明属于医药技术领域，具体涉及一种酶法合成头孢丙烯的方法。

背景技术

头孢丙烯为第三代口服广谱头孢类抗生素，是由美国Bristol-Myers公司、东京研究所开发，1992年12月获FDA批准上市。头孢丙烯合成方法很多，但本世纪以前均是化学合成方法，其制备工艺所用原料以及辅料较多，要使用大量的溶剂如：二氯甲烷、丙酮等，反应条件也较为苛刻，往往要求-50℃以下的低温，成本高，污染大。进入到21世纪后，随着生物技术的发展和酶基因改造技术的突破，用生物合成技术代替传统化学合成方法渐成一种新的药物合成的发展趋势。生物酶法合成具有污染少，仅以水为媒介，合成成本低，比化学反应副反应少，质量高的特点。

如申请公布号CN105063158A，申请公布日为2015-11-18的一种头孢丙烯的合成方法，但是，其需要将7-APRA加入纯化水后氨水溶解，左旋对羟基苯甘氨酸甲酯需要用盐酸溶解后，再加入青霉素酰化酶进行反应，反应结束后，用筛网分离青霉素酰化酶和头孢丙烯悬浊液液，用盐酸完全溶解头孢丙烯悬浊液，活性炭脱色过滤后，溶液用氨水调pH4.5~5.0，温度2~20℃，将头孢丙烯结晶出来，然后进行干燥得到头孢丙烯。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种收率高、纯度高的酶法合成头孢丙烯的方法。

为解决以上技术问题，本发明采取如下技术方案：

一种酶法合成头孢丙烯的方法，包括如下步骤：

步骤（1）、向反应器中加入头孢丙烯母核、D-对羟基苯甘氨酸甲酯和/或D-对羟基苯甘氨酸乙酯、水、青霉素酰化酶，在10~25℃反应1.5~5.5小时，然后经分离得到所述的青霉素酰化酶和头孢丙烯粗品混合液，所述的头孢丙烯粗品混合液经过滤得到头孢丙烯粗品和滤液，滤液经多次洗涤去除所述的青霉素酰化酶后得到酶反应母液，其中，所述的青霉素酰化酶的添加质量为所述的头孢丙烯母核的添加质量的0.8~1.2倍；

步骤（2）、将所述的头孢丙粗品和所述的酶反应母液加入反应器中，控制温度为0~15℃，调节反应体系的pH值为0.2~0.8，加入为所述的酶反应母液体积1.5~6.5倍的N,N-二甲基甲酰胺（DMF），搅拌均匀，加入晶种进行养晶2~5小时，调节养晶后反应体系的pH值至5.5~6.5，控制养晶温度为10~30℃，然后经过滤、洗涤、抽干得到头孢丙烯N,N-二甲基甲酰胺复合物；

步骤（3）、向反应器中加入水，控制温度为0~25℃，向所述的反应器中加入所述的头孢丙烯N,N-二甲基甲酰胺复合物，搅拌转晶1~4.5小时，然后经过滤、洗涤、抽干、干燥得到所述的头孢丙烯成品。

其中，所述的头孢丙烯母核7-APCA结构式为：。

所述的D-对羟基苯甘氨酸甲酯的结构式为：，所述的D-对羟基苯甘氨酸乙酯结构式为：。

优选地，步骤（1）中，所述的头孢丙烯母核、所述的D-对羟基苯甘氨酸甲酯和/或D-对羟基苯甘氨酸乙酯的投料摩尔比为1:1~1.2，所述的水的添加量为每1g所述的头孢丙烯母核添加9~15mL所述的水。

优选地，步骤（1）中，控制反应温度为15~22℃，反应时间为2~3.5小时。

优选地，步骤（1）中，检测所述的头孢丙烯母核的浓度为1.5mg/mL以下时，结束反应，然后进行所述的分离步骤。

优选地，步骤（1）中，采用100~120目筛网进行所述的分离得到所述的青霉素酰化酶和所述的头孢丙烯粗品混合液。

优选地，步骤（1）中，经分离得到的所述的青霉素酰化酶经氨水调pH为7.0~7.8，控温15~25℃活化后，可重复循环使用。

优选地，步骤（2）中，用盐酸调节所述的pH值为0.2~0.8，用氨水调节所述的pH值为5.5~6.5。

优选地，步骤（2）中，将所述的头孢丙烯粗品和所述的酶反应母液加入反应器中，控制温度为5~10℃，调节反应体系的pH值为0.2~0.8，加入为所述的酶反应母液体积2.5~4倍的N,N-二甲基甲酰胺，搅拌均匀，然后进行所述的养晶步骤。

优选地，步骤（3）中，所述的水的添加质量为所述的头孢丙烯N,N-二甲基甲酰胺复合物质量的1.5~5倍。

优选地，步骤（3）中，控制所述的温度为5~15℃。

本发明中的青霉素酰化酶购自湖南福来格生物技术有限公司，本发明中的其他原料均可市购获得。

由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：

本发明通过对制备方法的改进，可在水中直接合成、分离、提纯、转晶得到头孢丙烯，并且产品收率高、纯度高，产品外观呈白色，不需要化学法的多步反应以及使用多种溶剂和辅料，实现了头孢丙烯绿色合成，并且，本申请的原料可直接加入水中，能够进行固液反应，无需将原料进行溶解，使得原料添加更为方便。本发明的制备方法简单易行，条件温和，更适宜产业化生产。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步详细的说明。

实施例1、

在500mL三口瓶中加入30g7-APCA，27gD-对羟基苯甘氨酸甲酯，加入纯化水300mL，24g合成用青霉素酰化酶，控温18~22℃，搅拌反应，3小时后HPLC测7-APCA残留，应小于1.5mg/mL，合格后采用100目筛网进行分离得到青霉素酰化酶和头孢丙烯粗品混合液，头孢丙烯粗品混合液经过滤得到头孢丙烯粗品和滤液，滤液经多次洗涤去除青霉素酰化酶后得到酶反应母液，将所得酶反应母液和头孢丙烯粗品加入到2000mL四口瓶中，控温5~10℃，滴加盐酸溶液至溶清，pH=0.4~0.6，加入1400mLDMF，搅拌，用氨水调节pH值，加入晶种，养晶后至pH值5.8~6.2，控制养晶温度为20-25℃，养晶3小时，过滤，用丙酮洗涤，抽干，得头孢丙烯DMF复合物约60g。

在另一干净的三口瓶中，加入纯化水150mL，控温8~12℃，加入所得头孢丙烯DMF复合物，搅拌，转晶3小时，过滤，水洗，抽干，50℃真空干燥，得到头孢丙烯成品约40g，摩尔收率78.6%，纯度99.8%，外观呈白色。

实施例2、

在500mL三口瓶中加入30g7-APCA，28gD-对羟基苯甘氨酸乙酯，加入纯化水300mL，36g合成用青霉素酰化酶，控温15~20℃，搅拌反应，3小时后HPLC测7-APCA残留，应小于1.5mg/mL，合格后采用120目筛网进行分离得到青霉素酰化酶和头孢丙烯粗品混合液，头孢丙烯粗品混合液经过滤得到头孢丙烯粗品和滤液，滤液经多次洗涤去除青霉素酰化酶后得到酶反应母液，将所得母液和头孢丙烯粗品加入到2000mL四口瓶中，控温5~10℃，滴加盐酸溶液至溶清，pH=0.4~0.6，加入1300mLDMF，搅拌，用氨水调节pH值，加入晶种，养晶后至pH值6.0~6.4，控制养晶温度为15-22℃，养晶3小时，过滤，用丙酮洗涤，抽干，得头孢丙烯DMF复合物约63g。

在另一干净的三口瓶中，加入纯化水180mL，控温10~14℃，加入所得头孢丙烯DMF复合物，搅拌，转晶3小时，过滤，水洗，抽干，50℃真空干燥，得到头孢丙烯成品约41g，摩尔收率80.6%，纯度99.7%，外观呈白色。

实施例3、

反应条件与实施例1基本相同，区别仅在于：采用实施例1回收的青霉素酰化酶经氨水调pH为7.0~7.8，控温15~25℃活化后所得。本实施例的头孢丙烯成品的摩尔收率为78%，纯度99.5%，外观呈白色。

对比例1、

在500mL三口瓶中加入30g7-APCA，27gD-对羟基苯甘氨酸甲酯，加入纯化水300mL，24g合成用青霉素酰化酶，控温18~22℃，搅拌反应，3小时后HPLC测7-APCA残留，应小于1.5mg/mL，合格后采用100目筛网进行分离得到青霉素酰化酶和头孢丙烯粗品混合液，头孢丙烯粗品混合液经过滤得到头孢丙烯粗品和滤液，将头孢丙烯粗品和300mL纯化水加入到2000mL四口瓶中，控温5~10℃，滴加盐酸溶液至溶清，pH=0.4~0.6，加入1400mLDMF，搅拌，用氨水调节pH值，加入晶种，养晶后至pH值5.8~6.2，控制养晶温度为30℃，养晶3小时，过滤，用丙酮洗涤，抽干，得头孢丙烯DMF复合物约58g。

在另一干净的三口瓶中，加入纯化水150mL，控温8~12℃，加入所得头孢丙烯DMF复合物，搅拌，转晶3小时，过滤，水洗，抽干，50℃真空干燥，得到头孢丙烯成品约39.5g，摩尔收率78%，99.2%，外观呈类白色。

对比例2、

在500mL三口瓶中加入30g7-APCA，27gD-对羟基苯甘氨酸甲酯，加入纯化水300mL，24g合成用青霉素酰化酶，控温18~22℃，然后加入晶种，搅拌反应，3小时后HPLC测7-APCA残留，应小于1.5mg/mL，合格后采用100目筛网进行分离得到青霉素酰化酶和头孢丙烯粗品混合液，用盐酸完全溶解头孢丙烯粗品混合液，添加20g活性炭脱色过滤后，溶液用氨水调pH4.5~5.0，温度20℃，将头孢丙烯结晶出来，然后进行干燥得到头孢丙烯40.5g，摩尔收率79.8%，99.4%，外观类白色。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种酶法合成头孢丙烯的方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤（2）、将所述的头孢丙粗品和所述的酶反应母液加入反应器中，控制温度为0~15℃，调节反应体系的pH值为0.2~0.8，加入为所述的酶反应母液体积1.5~6.5倍的N,N-二甲基甲酰胺，搅拌均匀，加入晶种进行养晶2~5小时，调节养晶后反应体系的pH值至5.5~6.5，控制养晶温度为10~30℃，然后经过滤、洗涤、抽干得到头孢丙烯N,N-二甲基甲酰胺复合物；

2.根据权利要求1所述的酶法合成头孢丙烯的方法，其特征在于：步骤（1）中，所述的头孢丙烯母核、所述的D-对羟基苯甘氨酸甲酯和/或D-对羟基苯甘氨酸乙酯的投料摩尔比为1:1~1.2，所述的水的添加量为每1g所述的头孢丙烯母核添加9~15mL所述的水。

3.根据权利要求1所述的酶法合成头孢丙烯的方法，其特征在于：步骤（1）中，控制反应温度为15~22℃，反应时间为1.5~4.5小时。

4.根据权利要求1所述的酶法合成头孢丙烯的方法，其特征在于：步骤（1）中，检测所述的头孢丙烯母核的浓度为1.5mg/mL以下时，结束反应，然后进行所述的分离步骤。

5.根据权利要求1所述的酶法合成头孢丙烯的方法，其特征在于：步骤（1）中，采用100~120目筛网进行所述的分离得到所述的青霉素酰化酶和所述的头孢丙烯粗品混合液。

6.根据权利要求1所述的酶法合成头孢丙烯的方法，其特征在于：步骤（1）中，经分离得到的所述的青霉素酰化酶经氨水调pH为7.0~7.8，控温15~25℃活化后，可重复循环使用。

7.根据权利要求1所述的酶法合成头孢丙烯的方法，其特征在于：步骤（2）中，用盐酸调节所述的pH值为0.2~0.8，用氨水调节所述的pH值为5.5~6.5。

8.根据权利要求1所述的酶法合成头孢丙烯的方法，其特征在于：步骤（2）中，将所述的头孢丙烯粗品和所述的酶反应母液加入反应器中，控制温度为0~10℃，调节反应体系的pH值为0.2~0.8，加入为所述的酶反应母液体积2.5~4倍的N,N-二甲基甲酰胺，搅拌均匀，然后进行所述的养晶步骤。

9.根据权利要求1所述的酶法合成头孢丙烯的方法，其特征在于：步骤（3）中，所述的水的添加质量为所述的头孢丙烯N,N-二甲基甲酰胺复合物质量的1.5~5倍。

10.根据权利要求1所述的酶法合成头孢丙烯的方法，其特征在于：步骤（3）中，控制所述的温度为5~15℃。