去乙?；?-氨基頭孢烯酸制備方法的研究進展單淑連
（哈藥集團制藥總廠，黑龍江 哈爾濱150086）
摘 要：目的：系統(tǒng)概述新型頭孢中間體去乙?；?-氨基頭孢烯酸（D- 7- ACA）的特點、應(yīng)用及制備研究進展。方法：查閱現(xiàn)有文獻總結(jié)出D- 7- ACA的各種制備研究進展。結(jié)果：三酶法制備D- 7- ACA，可將頭孢菌素C（CPC）和3-去乙酰-頭孢菌素C（D- CPC）催化轉(zhuǎn)化為 D- 7- ACA，提高了頭孢菌素 C 發(fā)酵組份的利用率，并且避免了使用有毒化學(xué)試劑，且酶法生產(chǎn)工藝具有條件溫和、無污染、收率高、成本低等優(yōu)點，更有利于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
關(guān)鍵詞：D- 7- ACA；7- ACA；CPC；D- CPC；頭孢菌類
頭孢類抗生素可破壞細菌的細胞壁，并在繁殖期殺菌，對細菌的選擇作用強，而對人幾乎沒有毒性，具有抗菌譜廣、抗菌作用強、耐青霉素酶、過敏反應(yīng)較青霉素類少見等優(yōu)點。所以是一類高效、低毒、臨床廣泛應(yīng)用的重要抗生素，成為在臨床上用于治療細菌感染的常用藥物。如：頭孢噻吩、頭孢噻肟、頭孢呋辛、頭孢地尼、頭孢拉定等。頭孢類抗生素的來源主要依賴于合成或半合成．一般以 7- ACA為母體，后來出現(xiàn)了7- ADCA、GCLH (或GCLE)等。將 7- ACA 3 位上的乙酰基脫去，得到羥基裸露的化合物。其化學(xué)名為：7- 氨基- 3- 羥基- 3- 頭孢菌素- 4- 羧酸，簡稱 D- 7- ACA。D- 7- ACA作為頭孢菌素類抗生素的新型中間體，與 7- ACA和 7- ADCA相比，3 位上為羥基，反應(yīng)活性較高，有利于合成新型的頭孢類產(chǎn)品，在合成部分頭孢品種時，簡化了生產(chǎn)工藝路線，并具有修飾簡單、容易純化、產(chǎn)品質(zhì)量好、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點，D- 7- ACA的研制將為發(fā)展頭孢的合成提供了一種新的選擇。目前可制備D- 7- ACA的方法基本為化學(xué)法、一步酶法、兩步酶法及三酶法，就D- 7- ACA制備方法的研究進展情況進行概括并作一綜述。（見圖1）
1 化學(xué)法制備
化學(xué)法制備主要由7- ACA 水解而得, 也可以由 6- APA 擴環(huán)得到7- ACA 化學(xué)法水解使用氫氧化鈉等強堿在醇的水溶液中于 - 20~- 10℃的低溫條件下得到, 產(chǎn)率可達到82%[1]。由于化學(xué)法主要以價格較貴的7- ACA、6- APA 作為原料,而且采用超低溫下強堿水解工藝,缺點明顯,成本高、能耗高、收率較低,不利于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。正是這種現(xiàn)實原因?qū)е聡鴥?nèi)醫(yī)藥企業(yè)如深圳立國制藥、廣州白云山制藥等紛紛尋求替代工藝。因此化學(xué)法目前主要在制備終端藥品時作為中間產(chǎn)物臨時制備,如頭孢呋辛頭孢西丁等產(chǎn)品需要經(jīng)過3位水解為羥基這一步, 通常制備是以堿水解獲得,Nomura H等合成頭孢呋辛?xí)r, 以7- ACA為原料在- 30~- 40℃、高濃度強堿條件下進行水解,獲得 D- 7- ACA 溶液,再往下合成頭孢產(chǎn)品,在這種條件下水解,7- ACA損失達到20~30%,得到的D- 7- ACA溶液雜質(zhì)多、純度低,用于下游產(chǎn)品,收率低、質(zhì)量差。譚端明等在合成頭孢西丁時以7- ACA為原料,先合成甲氧頭孢噻吩,再在- 40℃、強堿條件下進行水解獲得去乙酰中間體,然后合成頭孢西丁(見圖2)。
2一步酶法制備
由于化學(xué)法存在成本高、三廢污染嚴重等問題，目前在很多制造領(lǐng)域已趨向使用酶法。一步酶法制備D- 7- ACA也是以7- ACA為原料，在酶的作用下進行水解。D- 7- ACA與7- ACA在化學(xué)結(jié)構(gòu)上僅僅相差一個乙?；?，通過切斷7- ACA支鏈上的乙酰基，即可得到D- 7- ACA。Sak等人對來源于紅酵母38B1 的頭孢菌素 C 脫乙酰酶進行了純化，獲得了一種新型的脫乙酰酶，能夠用于 7- 氨基頭孢烷酸衍生物的生物轉(zhuǎn)化KATO NOBUO也報道獲得了一種能水解7-氨基頭孢烷酸衍生物成脫乙酰- 7- 氨基頭孢烷酸衍生物和乙酸的新酶。SHIONOGI 等人用 7- ACA 脫乙酰酶(如來源于枯草芽孢桿菌的頭孢菌素乙酰水解酶)在 pH8.0～8.5的硼酸緩沖液，20～22℃的條件下對7- ACA進行處理，用氨水中和
pH，最后獲得 D- 7- ACA。Takimoto 等人用來源于枯草桿菌SHS0133的頭孢菌素C脫乙酰酶在大腸桿菌內(nèi)大量表達，然后用戊二醛在氨基交換樹脂KA- 890 進行固定，采用固定化頭孢菌素 C 脫乙酰酶批量制備D- 7- ACA[3]。（見圖3）
3 兩步酶法制備
天津大學(xué)的于海軍等人以粉狀活性炭為吸附劑，在酸性條件下吸附廢棄液中的去乙酰頭孢菌素C(D- CPC)，得到生產(chǎn)頭孢菌素C(CPC)過程中的副產(chǎn)物D- CPC，然后以 D- CPC 為原料，用固定化 D- 氨基酸氧化酶(DAAO)和固定化戊二酰基?；?GA)，連續(xù)兩步進行酶裂解，制備了D- 7- ACA，總收率為 72％[4- 5]。該制備方法是以頭孢菌素C 生產(chǎn)過程中副產(chǎn)物D- CPC 為原料，是一種變廢為寶的制備過程，降低了成本。（見圖4）
4 三酶法制備
西北大學(xué)的柳杏輝以頭孢菌素C 發(fā)酵液為起始物料, 經(jīng)層析分離，收集有效成分頭孢菌素C(CPC)和3- 去乙酰- 頭孢菌素C(D- CPC)，再經(jīng)濃縮至一定濃度，采用三種固定化酶(D- 氨基酸氧化酶(DAAO)、7- ACA?；?GAC)、去乙?；ッ?CE))通過氧化、酰化、水解分兩步或三步轉(zhuǎn)化為D- 7- ACA。由于在該工藝過程中，將本為有害雜質(zhì)的D- CPC也作為了原料，提高了頭孢菌素C發(fā)酵組份的利用率，總收率可達到82％以上[3]。（見圖5）綜上所述，三酶法制備D- 7- ACA工藝以頭孢菌素C發(fā)酵液為起始物料，可利用的有效成份更多，原材料成本更低，有利于整個頭孢類抗生素產(chǎn)業(yè)鏈的成本下降。并且工藝過程中避免了使用有毒化學(xué)試劑，是一條較好的綠色環(huán)保路線。此外，反應(yīng)條件為一般環(huán)境，能夠降低能耗，節(jié)約更多社會資源，是一條可持續(xù)的工藝路線。
參考文獻
[1] 陳海龍等. 頭孢類抗生素的新型中間體 D-7-ACA [J]. 中國當?shù)蒯t(yī)藥,2009，4：16-7.
[2]游莉等.頭孢呋辛鈉合成工藝的改進[J].中國抗生素雜志,2004，29（10）：585-587.
[3]柳杏輝.酶法制備新型醫(yī)藥中間體 D-7-ACA 工藝研究[J].西北大學(xué).2009,6,12.
[4]于海軍.去乙酰頭孢菌素C的分離及相關(guān)化和物的合成[D].天津大學(xué)，2006.
[5]于海軍等.兩步酶法制備去乙酰基 7-氨基頭孢烯酸[J].精細化工,2006，7：23-7.
來源：中國化學(xué)試劑網(wǎng)
