專利名稱：β-內(nèi)酰胺衍生物的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及β-內(nèi)酰胺衍生物的制備方法，其中在酶催化反應(yīng)中β-內(nèi)酰胺環(huán)偶聯(lián)到D-苯基甘氨酸酰胺上，然后將固體的苯基甘氨酸和β-內(nèi)酰胺衍生物分離。
WO-A-9201061敘述了β-內(nèi)酰胺環(huán)與?；瘎┌l(fā)生酶催化偶聯(lián)反應(yīng)生成β-內(nèi)酰胺衍生物的過程。特別是，作為?；瘎┨岬搅吮交拾彼岷蛯αu基苯基甘氨酸的酯類和酰胺類。產(chǎn)物的回收和精制可按公知的方法進行，如通過結(jié)晶。用這種方法雖然可以獲得高收率和高純度，但是實際上很難使留在反應(yīng)混合物中的物質(zhì)，如未轉(zhuǎn)化的苯基甘氨酸酰胺、未轉(zhuǎn)化的β-內(nèi)酰胺環(huán)狀化合物、溶液中形成的苯基甘氨酸和結(jié)晶后留在溶液中的β-內(nèi)酰胺衍生物彼此分離，達到再利用的目的。
由于酶催化偶聯(lián)反應(yīng)中苯基甘氨酸酰胺相對于β-內(nèi)酰胺環(huán)狀化合物來說是大量過量的-苯基甘氨酸酰胺與β-內(nèi)酰胺環(huán)狀化合物的最佳摩爾比通常為2-9之間，因此為了確保酶催化反應(yīng)的高收率，頗為重要的是必須回收未轉(zhuǎn)化的苯基甘氨酸酰胺，以便得到一種商業(yè)上具有吸引力的方法。
因此，本發(fā)明提供一種方法，從而能以簡便方法回收85％以上純的苯基甘氨酸酰胺，甚至可在β-內(nèi)酰胺衍生物被分離出來之前回收。
按照本發(fā)明可達到這一目的，即酶催化反應(yīng)后所得到的混合物首先至少除去酶和固體苯基甘氨酸，然后在pH7.5-8.5之間用適當?shù)娜┨幚?，從而生成苯基甘氨酸酰胺的席夫堿，再將該苯基甘氨酸的席夫堿分離出來。
令人驚奇的是現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，在該方法中生成了苯基甘氨酸的席夫堿，而醛不與其他化合物(胺類)形成席夫堿，這就意味著其他化合物仍然溶解在混合物中。這就更加令人驚奇了，因為通常已知的是，當胺與醛接觸時就會發(fā)生反應(yīng)生成一種席夫堿，然后就會以席夫堿的形式沉淀出來。然而，反應(yīng)混合物中存在的β-內(nèi)酰胺好象實際上完全留在溶液中，而苯基甘氨酸酰胺則好象實際上完全與所加入的醛發(fā)生反應(yīng)。
還必須指出的是，US-A-4172846敘述了通過形成席夫堿來分離L-苯基甘氨酸和D-苯基甘氨酸的方法。該文獻根本沒有論及從也含有β-內(nèi)酰胺的混合物中選擇性分離苯基甘氨酸酰胺的可能性。此外，在實例中在所有情況下，分離都是在pH約10.5的條件下進行的，而這個pH值在本發(fā)明的方法中是禁止使用的，這是因為在這樣高的pH下β-內(nèi)酰胺衍生物是不穩(wěn)的。本發(fā)明方法中的pH值是在7.5-8.5之間。在這個范圍的pH值下，一部分苯基甘氨酸酰胺在反應(yīng)混合物中將會以鹽的形式存在，因此，妨礙了席夫堿的形成。
從酶催化偶聯(lián)反應(yīng)后所得到的反應(yīng)混合物中除去了酶和固體的苯基甘氨酸之后所得到的混合物通常含有生成的β-內(nèi)酰胺衍生物、D-苯基甘氨酸酰胺、剩下的β-內(nèi)酰胺環(huán)狀化合物和生成的D-苯基甘氨酸，相對于所生成的β-內(nèi)酰胺衍生物而言，其量例如，D-苯基甘氨酸酰胺為1-7當量、β-內(nèi)酰胺環(huán)狀化合物為0.02-1當量、D-苯基甘氨酸為0.1-2當量。本發(fā)明還涉及從這樣的混合物中除去苯基甘氨酸酰胺的方法。
本發(fā)明的方法還具有這樣的優(yōu)點，即可以用簡便的方法，例如通過過濾或萃取把D-苯基甘氨酸酰胺以純的形式分離出來。較好是在通過結(jié)晶回收β-內(nèi)酰胺衍生物之前把D-苯基甘氨酸酰胺分離出來。這就提供了進一步的優(yōu)點，即β-內(nèi)酰胺衍生物作為產(chǎn)品回收得到簡化，因為當D-苯基甘氨酸酰胺仍存在于該混合物中時β-內(nèi)酰胺衍生物的溶解度較高。β-內(nèi)酰胺衍生物可以用已知方法回收和精制。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)，所謂β-內(nèi)酰胺衍生物應(yīng)理解為用活化形式的D-苯基甘氨酸作為?；瘎┦功?內(nèi)酰胺環(huán)狀化合物酰化而得到的半合成β-內(nèi)酰胺。這種化合物常常用作抗生素，如氨必西林、頭孢力新和頭孢氯。已知的β-內(nèi)酰胺環(huán)狀化合物例如有6-氨基青霉烷酸(6-APA)、7-氨基頭孢菌酸(7-ACA)、7-氨基-3-氯-3-頭孢烯-4-羧酸酯、7-氨基脫乙酰氧基-頭孢菌酸(7-ACDA)等。
酶催化偶聯(lián)反應(yīng)可以按已知方式，如WO-A-92/01061中所述方式進行。
本發(fā)明方法中所用的酶可以是任何一種能催化該反應(yīng)的適用的酶。這種酶可以從已知的微生物，例如醋酸桿菌屬、氣單胞菌屬、Aphanocladium、節(jié)桿菌屬、頭孢桿菌、棒桿菌屬、埃希氏菌屬、黃桿菌屬、假單胞菌屬和黃單胞菌屬。
酶催化反應(yīng)中所使用的D-苯基甘氨酸酰胺可以以游離的D-苯基甘氨酸酰胺的形式或以酸加成鹽的形式使用，例如與pKa＜5的酸，如乙酸、甲酸、硫酸、鹽酸或硝酸生成的加成鹽。
各反應(yīng)物的濃度并不嚴格，較好是這樣來選擇，使得當酶催化反應(yīng)完畢時，除了所生的D-苯基甘氨酸以外，所有其它成分仍留在溶液中?？梢杂盟鳛槿軇?，但是也可以使用有機溶劑。進行酶催化反應(yīng)的溫度通常在0-40℃之間pH通常在5-8.5之間。
較好是用苯甲醛來形成D-苯基甘氨酸酰胺的席夫堿。
使用苯甲醛的優(yōu)點是使得席夫堿的分離和苯甲醛的回收都比較簡單。使用苯甲醛的另一個優(yōu)點是它不與水混溶，所以它作為萃取劑遠比其它萃取劑優(yōu)越，因為所形成的光活性苯基甘氨酸酰胺的席夫堿溶于苯甲醛中，而反應(yīng)混合物中的其它成分則溶于水中。
本發(fā)明的方法也可以用其它醛類來進行，只要這些醛類符合下列要求即可1.它們必須能很容易與D-苯基甘氨酸酰胺形成水不混溶的席夫堿；2.所形成的席夫堿必須能很容易分解，而不會使甲醛分解；3.D-苯基甘氨酸酰胺和反應(yīng)混合物中其它成分在水中和有機溶劑中的溶解度必須有明顯的差別。
苯甲醛和取代的苯甲醛都是非常符合上述所有要求的化合物的極好的例子。
所謂苯甲醛也應(yīng)理解為取代的苯甲醛，如低級烷基苯甲醛、鹵代苯甲醛、硝基芐基醛和低級烷氧基芐基醛。低級烷基或低級烷氧基是指含有1-5個碳原子的烷基或烷氧基。
用苯甲醛形成席夫堿的反應(yīng)可在0-50℃，優(yōu)選5-45℃的溫度下進行。如果相對于苯基甘氨酸酰胺，使用等摩爾量，例如0.9-2，特別是0.95-1.1當量的苯甲醛來形成席夫堿，而無需添加該酰胺的席夫堿的另一種溶劑，就可以得到D-苯基甘氨酸酰胺的席夫堿的沉淀。而其它組分則仍然溶解在母液中。如果使用過量的苯甲醛，則苯甲醛不僅起著反應(yīng)試劑的作用，而且也起著溶劑的作用，因此將得到兩相。也可以使用苯甲醛和其它溶劑的混合物，如與甲苯、氯仿、甲基·異丁基酮、四氯乙烷、乙酸乙酯和乙酸丁酯的混合物。
用等摩爾量的強酸，如硫酸進行酸化(直至pH＝2-3)，使席夫堿分解成醛和D-苯基甘氨酸酰胺，就能容易地從D-苯基甘氨酸酰胺的席夫堿中回收相應(yīng)的酰胺。如此得到的D-苯基甘氨酸酰胺可以返回到酶催化偶聯(lián)反應(yīng)步驟中。
本發(fā)明將由下面實例進一步說明，但不限于該實例。
實例1在500ml燒瓶中依次加入0.56g 7-ADCA、15.1g頭孢力新·1H2O、1.18g D-苯基甘氨酸、19.9g D-苯基甘氨酸酰胺·0.5H2SO4、185.4g H2O、8.1g H2SO4(98％)和9.8g 25％氨水溶液(相當于酶催化制備頭孢力新，接著除去酶和固體D-苯基甘氨酸后得到的反應(yīng)混合物)。
該溶液(250.0g)的pH值為8.0。
在20℃于1分鐘內(nèi)在攪拌加入1當量(10.6g)苯甲醛。2小時后濾出所生成的白色固體物質(zhì)，用3×20ml水洗滌，然后干燥。
D-苯基甘氨酸席夫堿收率20.8g(純度＞99％)；頭孢力新、苯基甘氨酸和7-ADCA的量各小于0.5％。
權(quán)利要求
1.β-內(nèi)酰胺衍生物的制備方法，其中在酶催化反應(yīng)中β-內(nèi)酰胺環(huán)偶聯(lián)到D-苯基甘氨酸酰胺上，然后將酶、固體D-苯基甘氨酸和β-內(nèi)酰胺衍生物分離，其特征在于酶催化反應(yīng)后所得混合物首先至少除去酶和固體D-苯基甘氨酸，然后在pH7.5-8.5之間用適當?shù)娜┨幚?，最后將該D-苯基甘氨酸的席夫堿分離出來。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其中用適當?shù)娜┨幚淼牟襟E是在分離出β-內(nèi)酰胺衍生物之前進行的。
3.從含有β-內(nèi)酰胺衍生物、D-苯基甘氨酸酰胺和β-內(nèi)酰胺環(huán)狀化合物的混合物中回收D-苯基甘氨酸酰胺的方法，其特征在于用適當?shù)娜┨幚碓摶旌衔铮瑥亩蒁-苯基甘氨酸酰胺的席夫堿，然后將該D-苯基甘氨酸酰胺的席夫堿分離出來。
4.按照權(quán)利要求3的方法，其特征在于相對于β-內(nèi)酰胺衍生物的含量而言，該混合物含有1-7當量的D-苯基甘氨酸酰胺、0.1-2當量的D-苯基甘氨酸和0.02-1當量的β-內(nèi)酰胺環(huán)狀化合物。
5.按照權(quán)利要求1-4中任何一項的方法，其中β-內(nèi)酰胺環(huán)狀化合物選自6-APA、7-ACA、7-氨基-3-氯-3-頭孢烯-4-羧酸酯和7-ADCA。
6.按照權(quán)利要求1-5中任何-項的方法，其中作為醛使用的是苯甲醛。
7.按照權(quán)利要求1-6中任何一項的方法，其中醛處理步驟在5-45℃的溫度下講行。
8.按照權(quán)利要求1-7中任何一項的方法，其中相對于D-苯基甘氨酸酰胺的量而言，苯甲醛的加入量為0.95-1.1當量。
全文摘要
β-內(nèi)酰胺衍生物的制備方法，其中在酶催化反應(yīng)中β-內(nèi)酰胺環(huán)偶聯(lián)到D-苯基甘氨酸酰胺上，然后將酶、固體D-苯基甘氨酸和β-內(nèi)酰胺衍生物分離，其特征在于酶催化反應(yīng)后所得混合物首先至少除去酶和固體D-苯基甘氨酸，然后在pH7.5-8.5之間用適當?shù)娜┨幚?，從而生成D-苯基甘氨酸酰胺的席夫堿，最后將該D-苯基甘氨酸的席夫堿分離出來，用適當?shù)娜┨幚淼牟襟E最好在分離出β-內(nèi)酰胺衍生物之前進行。
文檔編號C12P17/10GK1127531SQ94192818
公開日1996年7月24日 申請日期1994年7月13日 優(yōu)先權(quán)日1993年7月19日
發(fā)明者H·M·穆迪, W·H·J·波斯頓 申請人:Dsm有限公司