用于通过水解生产７－甲氧基－３－脱乙酰基头孢噻吩的方法，其在水中发生并且用酶催化。通过已知的方法，由该化合物可以获得头孢西丁。
【技术实现步骤摘要】
用于产生7-甲氧基-3-脱乙酰基头孢瘗吩的方法 本专利技术涉及用于产生7-甲氧基-3-脱乙酰基头孢噻吩(I)的方法，所述7-曱氧基-3-脱乙酰基头孢噻吩是头孢西丁合成的中间体， 所述方法是使用生物催化剂的创新方法。头孢西丁属于头霉素类，即p-内酰胺抗菌素类，其特征在于在头 孢烷环的7位存在一个甲氧基。在US4297488中描述了上述抗生素，其说明包含使用各种试剂的 多种脱乙酰化中间体氨曱酰化的不同合成路线，所述合成路线在羧基 和/或氨基上使用不同的保护基团。其还描述，尽管反应很慢(6-15 小时)而且没有对于所获得产物质量的评论，使用来源于柑橘类水果 皮的乙酰酯酶，经过酶促水解能产生这些衍生物中的某些。在 Tetrahedron Lett 46， 4653-6 ( 1973 )中，该同一作者也对相似方 法进行了描述，即使用保护的中间体如对硝基千基酯，在其上进行脱 保护和酶促水解反应，因此产生羧酸形式的7-甲氧基-3-脱乙酰基头 孢噻吩。然后，用氯磺酰基异氰酸酯处理该产物获得头孢西丁。在现代化学中，工业规模通常应用的合成路线是以7-ACA("7-氨 基头孢烷酸)作为原料，生产光学纯的头孢西丁，并且所述合成路线 包含四个主要步骤，并优选以下列顺序进行1. 7位氨基的酰基化2. 在7a位引入甲氧基3. 3位乙酰基的除去4. 在先前的步骤3中获得的羟基基团的氨曱酰化步骤1相当于一种头孢菌素、即头孢噻吩的合成。然后通过甲氧 基化使其转化成相应的头孢噻啶以生成中间体II (步骤2):然后脱乙酰化生成化合物I。尽管其它顺序是可能的，但是由于无需针对氨基或羧基使用保护 基团，所以前述步骤是有优势的，并因此使必要的操作的数目最小化， 从而使得节省了原料。例如，WO2004/083217A1 (第6页)中描述在冷却到-45。C的水-甲醇混合物中使用氬氧化钠的所述中间体II的皂化反应；在用酸碱中 和后，在水解的整个过程中维持该温度，并且仅在反应结束后升高温 度。在适度的温度经蒸馏除去甲醇之后，化合物I作为二苄基乙二胺 盐被分离；因此明显的是，即1)为了满足用于所述反应的极低温度 的需要而使用甲醇是合理的，并且2)在分离所述产物之前，除去所 述溶剂是必要的。如EP1748049A2中所描述的，可选择地，能以经酸化作用的非解离形式或作为碱性盐、例如四丁铵在溶剂中提取所述产物。通过如上述的专利所描述的异氰酸酯基团，或如US4292427中的 实施例所描述的其它异氰酸酯基团的氨甲酰化，从化合物I中获得头 孢西丁。在所有情况下，因为P-内酰胺结构的不稳定性和在极端碱性条件 下操作的需要，所以在极低温度下进行化合物I的脱乙酰化生成化合 物II，以防止产物降解；因此使用有机溶剂以降低所述溶液的水点。因此，这些方法要求数千升的溶液冷却到-45t:量级的温度，通过使用制冷机或制冷液(例如液氮)使这些温度在整个反应期间得以维持；这导致了大量的能源成本。然后，在真空下，通过加热到+30/+40 x:蒸馏除去所述溶剂，其带有进一步的大量能源消耗(对于加热所述 溶液以及所述真空泵和冷凝器制冷操作两者而言)。由于溶剂务燃性、可能的操作者中毒、蒸汽向环境的释放以及由 于产生含有甲醇的水性流出物的缺点，因此还必须考虑溶剂、例如甲 醇的使用涉及危险，所述溶剂必须适当处理。因此，更加生态相容性的路线是非常合乎需要的，例如仅在常温 的水中就发生的水解反应。为了在合理的时间完成这样的水解反应， 并且避免产物降解，需要催化剂，例如酶。已经知道头孢菌素类(不是作为化合物II的头霉素类)的酶促脱 乙酰化有一段时间了 ，并且已经描述了与不同来源的酶的反应。例如Gilbert等在GB1121308 (Glaxo， 1964 )中所描述的来源于 麦芽的乙酰酯酶，Jeffery等在Biochem， J. 81，第591-6页(1961) 中所描述的存在于柑橘类果皮中的酶。上述US4297488描述了由来源于柑橘类水果的乙酰酯酶催化的各 种头孢西丁合成中间体的酶促水解；然而，因为所述催化剂的不良表 现，其中描述的方法不适用于工业规模。这是一种比活度很低的酶， 其涉及极长的反应时间(描述为6-15小时)，难以生产，因为其源于 受季节变化影响难以再制的来源。此外，它以溶解的形式应用，不是 循环的，并且既没有描述酶的纯化也没有描述酶的固定。没有描述获 得的乙酰基衍生物的产率及其质量。从 Jcre/z/on/u迈c力r/soge/2w迈(或斗支顶头抱((7e/7力a/o^por/w/n acre仿o/ /咖))以及棒状链霉菌(5Yrepf呵ces c/flra//geri/s)中 头孢菌素C的生物合成路线中所涉及的那些开始，已经发现其它对头 孢菌素类有效的酶；这些被认为是不合需要的酶活性，因其导致脱乙 酰化头孢菌素C, 一个发酵副产物的形成。应该注意的是，在yocar力'a /ac^顶o^/ra;^和棒状链霉菌中头霉素类的生物合成不包含在头霉素 上所述乙酰基的7JC解作用(P. Liras， Antonie van Leeuwenhoek 75，1999，第109-24页)；因此，在头霉素类上乙酰酯酶的活性是未知的， 甚至在产生头霉素的微生物中。已经描述了在7-ACA或头孢菌素C上的乙酰基的酶催化水解，但 是没有描述在头霉素类上的乙酰基的酶催化水解；特别地1) 由枯草杆菌产生的酯酶(Abbott和Fukuda， Antimicrob Agents Chemother 8， 3，第282—8页，1975和Appl Microbiol, 30， 3， 第413-8页1975 )以固定的形式用于水解7-ACA为3-脱乙酰基-7-ACA。 所述酶足够有效和稳定，但是倾向于从固定载体上脱离。其他作者(Takimoto等Appl Microbiol Technol 65，第263—7页，2004 )描 述了在重组的大肠杆菌中该酶的发酵，其纯化和在固体载体上的固定 及其生产3-脱乙酰基-7-ACA的应用。2) Politino等在Appl Environm Microbiol 63， 12，第4807-11 页，1997中描述了红冬孢酵母产生对7-ACA有活性的酶，其可以以非 发酵生物质(静息细胞)的形式或作为一个分离和纯化酶的形式在该 反应中用作催化剂。但是，该酶对于头孢噻吩所表现出的水解活性是 低的，仅为对于7-ACA的34°/。。没有描述头霉素类的水解。Chiang等(US 2002/0048781BMS， 2002 )也使用同样的酶，其描述了一抹能表 达来自红冬孢酵母属的乙酰酉旨酶的重组Acremonium chrysogenum用于 在发酵肉汤中直接产生脱乙酰化头孢菌素C。3) Venturi等在Appl Environ Microbiol 64， 2，第789-92 页，1998中描述了另一个乙酰酯酶，所述乙酰酯酶是由短小芽胞杆菌 产生的木聚糖酯酶， 一种与木聚糖降解有关的酶，其还显示出对7-ACA 和头孢菌素C的活性；其它出版物描述了在大肠杆菌中同样酶的表达。 没有描述对头霉素类的活性。因此，在现有技术中，头霉素的乙酰基的酶促水解从来没有以工 业规模应用；而且，尽管有大量可本文档来自技高网...
【技术保护点】
制备式Ⅰ化合物的方法， ＊＊＊ Ⅰ 其中使式Ⅱ化合物 ＊＊＊ Ⅱ 经历乙酰基水解，其特征在于所述水解在ｐＨ为５－９之间，温度为－１０℃和＋４５℃之间，在由至少一种具有水解乙酰基活性的酶组成的催化剂存在下，在水中进 行。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：AR塔格利亚尼，G古阿斯塔勒格纳米，G弗格利亚托，R蒙古齐，
申请(专利权)人：艾斯多伯法股份公司，
类型：发明
国别省市：IT[意大利]
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