3-去乙酰基-7-氨基头孢烯酸的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种药品中间体3-去乙酰基-7-氨基头孢烯酸的制备方法，属于医药技术领域。本发明专利技术方法采用两酶两步法，将头孢菌素C钠盐料液经浓缩调酸，然后依次经过固定化CPC酰化酶催化裂解、固定化去乙酰基酯酶催化裂解，最后经调酸析晶得到D-7-ACA。本发明专利技术方法制备过程操作简单，D-7-ACA产品的纯度高、反应收率高，而且两种酶可以重复利用，固定化CPC酰化酶的使用寿命高达600～700批次，固定化去乙酰基酯酶的使用寿命高达800～1000批次，大大降低了生产成本，对工业化放大生产意义重大。

【技术实现步骤摘要】
3-去乙酰基-7-氨基头孢烯酸的制备方法
本专利技术涉及一种药品中间体的制备方法，具体地说是一种3-去乙酰基-7-氨基头孢烯酸的制备方法，属于医药

技术介绍
3-去乙酰基-7-氨基头孢烯酸，简称D-7-ACA，是生产头孢菌素类抗生素的医药中间体，能够用于合成头孢克肟、头孢呋辛、头孢匹罗、头孢卡品酯、头孢地尼、头孢他啶等一系列头孢类抗生素。与7-ACA(7-氨基头孢烷酸)和7-ADCA(7-氨基-3-去乙酰氧基头孢烷酸)相比，D-7-ACA结构中位于3位的羟基具有较高的反应活性，有利于合成新型的头孢菌素产品，能够简化生产工艺路线，并具有修饰简单、容易纯化、产品质量好、生产成本低等优点，需求量不断增加。D-7-ACA的分子式为C8H10N2O4S，分子量230.24，分子结构为：目前D-7-ACA的制备方法主要有化学法、化学生物酶法和生物酶法三种，一般均以头孢菌素C为原料。化学法通常是将头孢菌素C提取液先制成其钠盐或锌盐，再通过醋化、氯化、醚化和水解四步反应得到7-ACA溶液，加氨水结晶得到7-ACA；然后再将7-ACA溶解，用氢氧化钠裂解得到D-7-ACA。化学生物酶法通常是将头孢菌素C提取液先制成其钠盐，然后用D-氨基酸氧化酶和戊二酰-7-ACA酰化酶催化得到7-ACA溶液，加盐酸结晶得到7-ACA；最后将7-ACA溶解，用氢氧化钠或头孢菌素醋酶裂解得到D-7-ACA。生物酶法通常是先将头孢菌素C提取液用D-氨基酸氧化酶催化制备戊二酰-7-ACA溶液，再用戊二酰-7-ACA酰化酶和头孢菌素酯酶催化制得D-7-ACA。上述三种工艺路线都较长，而且包含多次结晶过程，造成了很大的物料损失，降低了产品收率。其中化学法采用的裂解，需要高温、高压和低冷，而反应物料中使用的有机溶剂如二氯甲烷、苯胺、氯硅烷等均为有毒有害的强污染物，还使用大量强酸强碱，使得D-7-ACA的生产要承担较重的能耗成本与治污成本。化学生物酶法裂解7-ACA在结晶时面临结晶产品发粘、难以离心和干燥的问题，需要添加溶媒辅助结晶，并且需使用大量的分离设备，导致能耗和人工成本增加，不利于放大生产。中国专利CN102827912B公开了一种两酶一步法制备医药中间体D-7-ACA的工艺，以头抱菌素C钠盐浓缩液为底物，采用固定化CPC酯化酶和固定化去乙酰基酯酶组合一步酶法催化制备D-7-ACA。该工艺简化了工艺路线，提高了头抱菌素C发酵组分的利用率，缩短了生产周期，避免了三酶两步酶法中液氧的使用，提高了生产安全性，且整个过程均采用酶法生产工艺，具有条件温和、设备简单、无污染、收率高、副产物少、成本低等优点，有利于我国绿色制药工业的发展，是一条可持续的工艺路线。但是，两酶一步法将两种生物酶在同一介质条件下使用，但是由于两种生物酶的性质不同，且生物酶本身活性受介质环境的影响非常大，因此将两种酶在同一条件下使用，会使酶解率降低，从而出现副反应增多、杂质增多的现象，导致产品的收率和含量同时降低；而且，生物酶长期在非最佳环境内生存、其使用寿命也大大降低。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是提供一种3-去乙酰基-7-氨基头孢烯酸的制备方法，该方法将两种生物酶分开使用、使生物酶的活性最大化，反应产品质量好、收率高，酶使用寿命大幅提高，且反应步骤简单、操作方便，适合工业化生产。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种3-去乙酰基-7-氨基头孢烯酸的制备方法，包含以下步骤：A、将原料头孢菌素C钠盐料液浓缩至20000～40000ug/ml，用氨水调pH至6.5～7.0，得原料液；然后将原料液加入到装有固定化CPC酰化酶的1#裂解罐中，开启搅拌，在10℃～25℃下用氨水调节裂解液的pH为6.0～9.0，反应结束；所述固定化CPC酰化酶的单位酶活力不低于100u/g，1#裂解罐中所盛装的固定化CPC酰化酶的酶活总单位不小于10000u/l；B、将步骤A所得裂解液加入到装有固定化去乙酰基酯酶的2#裂解罐中，开启搅拌，在10～25℃下用氨水调节裂解液pH至5.5～8.0，反应结束，得最终裂解液；所述固定化去乙酰基酯酶的单位酶活力不低于400u/g，2#裂解罐中所盛装的固定化去乙酰基酯酶的酶活总单位不小于8000u/l；C、将步骤B所得最终裂解液转移至结晶罐中，降温至0℃～10℃，滴加盐酸溶液调节体系pH至4.5～6.0，控温养晶后过滤，洗涤后进行真空干燥，即得D-7-ACA。本专利技术的进一步改进在于：所述步骤A中，原料头孢菌素C钠盐浓缩液的浓度为30000～35000ug/ml；裂解反应温度为13℃～18℃，裂解反应的终点pH为8.30～8.50；用于调节头孢菌素C钠盐浓缩液pH和裂解液pH的氨水浓度均为3mol/L。本专利技术的进一步改进在于：所述步骤B中，裂解反应温度为13～18℃，裂解反应的终点pH为7.40～7.80；用于调节裂解液pH的氨水浓度为6mol/L。本专利技术的进一步改进在于：所述步骤C中，将步骤B所得最终裂解液转移至结晶罐中，降温至0℃～10℃，滴加质量分数为5％～20％的盐酸溶液，直至有少量晶体出现；停止滴加，控温0℃～10℃养晶30～60分钟；然后二次滴加盐酸溶液，至体系pH为4.0～5.0，降温至4℃以下，养晶30～60分钟；过滤，洗涤滤饼后真空干燥，即得D-7-ACA。本专利技术的进一步改进在于：所述步骤C中，将步骤B所得最终裂解液转移至结晶罐中，降温至5℃～10℃，滴加质量分数为10％的盐酸溶液，直至有少量晶体出现；停止滴加，控温5℃～10℃养晶30～60分钟；然后二次滴加10％盐酸溶液，至体系pH为4.85～4.95；降温至4℃以下，养晶30～60分钟；过滤，洗涤滤饼后真空干燥，即得D-7-ACA。本专利技术的进一步改进在于：所述用于洗涤滤饼的溶剂为水、甲醇、乙醇、丙酮中的任意一种，优选为丙酮。由于采用了上述技术方案，本专利技术所取得的技术进步在于：本专利技术提供了一种3-去乙酰基-7-氨基头孢烯酸的制备方法，采用两酶两步法，制备过程操作简单，所得D-7-ACA产品的纯度高、反应收率高，而且两种酶可以重复利用，固定化CPC酰化酶的使用寿命高达600～700批次，固定化去乙酰基酯酶的使用寿命高达800～1000批次，大大降低了生产成本，对工业化放大生产意义重大。本专利技术采用两酶两步法，根据两种酶的不同活性确定了最佳反应条件，先使用固定化CPC酰化酶对头孢菌素C去酰化制得7-ACA，然后再使用固定化去乙酰基酯酶对7-ACA去酯化制得D-7-ACA，最后经酸化析晶提纯得到高纯度的D-7-ACA。固定化CPC酰化酶和固定化去乙酰基酯酶分开使用，使得每一步反应的体系单一，每步反应用酶都保持很高活性，不易发生副反应，从而有效保证了产品的纯度和反应收率，并延长了酶的使用寿命；而且，两步裂解反应的温度进一步降低，工业化生产时无需消耗能量加热，更加利于工业化生产。步骤A中首先将原料头孢菌素C钠盐料液进行浓缩至20000～40000g/ml、优选30000～35000g/ml，再进行裂解反应，这样能保证后续反应具有适当的裂解转化时间，避免产物的降解，保证了产品收率。如果浓缩液的浓度过大，就需要较长的反应时间才能使头孢菌素C转化完全，这样就有可能造成产物的降解，从本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种3‑去乙酰基‑7‑氨基头孢烯酸的制备方法，其特征在于包含以下步骤：A、将原料头孢菌素C钠盐料液浓缩至20000～40000ug/ml，用氨水调pH至6.5～7.0，得原料液；然后将原料液加入到装有固定化CPC酰化酶的1#裂解罐中，开启搅拌，在10℃～25℃下用氨水调节裂解液的pH为6.0～9.0，反应结束；所述固定化CPC酰化酶的单位酶活力不低于100u/g，1#裂解罐中所盛装的固定化CPC酰化酶的酶活总单位不小于10000u/l；B、将步骤A所得裂解液加入到装有固定化去乙酰基酯酶的2#裂解罐中，开启搅拌，在10～25℃下用氨水调节裂解液pH至5.5～8.0，反应结束，得最终裂解液；所述固定化去乙酰基酯酶的单位酶活力不低于400u/g，2#裂解罐中所盛装的固定化去乙酰基酯酶的酶活总单位不小于8000u/l；C、将步骤B所得最终裂解液转移至结晶罐中，降温至0℃～10℃，滴加盐酸溶液调节体系pH至4.5～6.0，控温养晶后过滤，洗涤后进行真空干燥，即得D‑7‑ACA。

【技术特征摘要】
1.一种3-去乙酰基-7-氨基头孢烯酸的制备方法，其特征在于包含以下步骤：A、将原料头孢菌素C钠盐料液浓缩至20000～40000ug/ml，用氨水调pH至6.5～7.0，得原料液；然后将原料液加入到装有固定化CPC酰化酶的1#裂解罐中，开启搅拌，在13℃～18℃下用氨水调节裂解液的pH为8.30～8.50，反应结束；所述固定化CPC酰化酶的单位酶活力不低于100u/g，1#裂解罐中所盛装的固定化CPC酰化酶的酶活总单位不小于10000u/l；B、将步骤A所得裂解液加入到装有固定化去乙酰基酯酶的2#裂解罐中，开启搅拌，在13～18℃下用氨水调节裂解液pH至7.40～7.80，反应结束，得最终裂解液；所述固定化去乙酰基酯酶的单位酶活力不低于400u/g，2#裂解罐中所盛装的固定化去乙酰基酯酶的酶活总单位不小于8000u/l；C、将步骤B所得最终裂解液转移至结晶罐中，降温至5℃～10℃，滴加质量分数为5％～20％的盐酸溶液，直至有少量晶体出现；停止滴加，控温5℃～10℃养晶30～60分钟；然后二次滴加5％...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯红杰，韦卫军，王梦谭，程俊山，王刚，胡斌，李建强，于佩恩，
申请(专利权)人：华北制药河北华民药业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：河北;13