专利名称：用于生产头孢菌素类的方法
技术领域：
本发明涉及包含彡85wt%的N-去酰基化头孢菌素的组合物、制备相同组合物的方法以及所述N-去酰基化头孢菌素在制备高纯度半合成头孢菌素类中的用途。
背景技术：
本发明涉及制备头孢菌素类以及头孢菌素衍生物的方法。更具体地，本发明涉及从头孢菌素类和其他内酰胺化合物的复杂混合物中回收头孢菌素类及其衍生物。本发明还涉及从内酰胺化合物和侧链的混合物(例如可通过酶促侧链裂解而获得的那些)回收去酰基化头孢菌素类。制备头孢菌素类的半合成路线大多始于发酵产物(例如青霉素G、青霉素V和头孢菌素C)，它们被转化成相应的β-内酰胺核，例如如下列文献中所公开的:K.MatSUm0t0，生物加工技术(Bioprocess.Techn.)，16, (1993)，67-88 ；J.G.Shewale&H.Sivaraman,生物化学进展(Process Biochemistry)，1989 年 8 月，146-154 ;Τ.A.Savidge,工业抗生素的生物技术(Biotechnology of Industrial Antibiotics)(编辑 E.J.Vandamme) MarcelDekker, New York, 1984 ;或 J.G.Shewale 等，国际生物化学进展(Process BiochemistryInternational)，1990年6月，97-103。随后通过偶合到合适的侧链将获得的β -内酰胺环转化成所需的抗生素，正如在EP0339751、JP Α53005185和CH Α640240等中描述的那样。通过将侧链和内酰胺核进行不同的组合，可获得各种头孢菌素抗生素。已知7_ 氨基去乙酸氧基头抱烧酸(7-aminodesacetoxycephalosporanic acid)(7-ADCA)和 7-氨基头抱烧酸(7-aminocephalosporanic acid) (7-ACA)是生产制药工业中使用的抗生素的最重要中间体。7-ADCA是例如通过化学分裂或酶法分裂(去酰基化作用)苯乙酰去乙酰氧基头孢烷酸(PAA-7-ADCA)生成7-ADCA和苯乙酸(PAA)而获得的。PAA-7-ADCA—般是通过化学处理青霉素G亚砜(从青霉素G生成)来生产的。在该生产方法中，需要大量化学品以确保所需反应进行。这既昂贵又对废物处理构成沉重负担。此外，该方法的总产率不是很高。为了克服化学处理的某些缺点，已公开了生产7-ADCA、7_氨基去酰基化头孢烷酸(7-ADAC)和7-ACA的发酵法，该方法涉及:通过能从转基因表达编码去酰基化氧基头孢烷酸合成酶(DA0CS,也被称为“扩展酶”)基因的重组产黄青霉(Penicillium chrysogenum)菌株发酵生产N-取代β -内酰胺(例如己二酰-7-ADCA、己二酰-7-ADAC或己二酰-7-ACA)(ΕΡ532341、ΕΡ0540210、W093/08287、W095/04148)。扩展酶负责某些 N-酰化青霉烷酸的 5元环扩展，从而生成相应的N-酰化去酰基化氧基头孢烷酸。为了生产出经济上最重要的未酰化头孢菌素类(例如7-ADCA、7-ADAC和7-ACA)，用合适的酰基转移酶来酶促除去酰基。 然而，在本领域发酵方法的这些情况中使用的酰基在最终广品中引起一系列新的杂质。回收化学法或酶法生产的青霉烷酸和头孢烷酸的已知方法对N-取代β -内酰胺中间体和去酰基化氨基-β_内酰胺的回收来说不是有效的。回收发酵法生产的上述头孢菌素化合物的主要问题是发酵液或培养物滤液的复杂性。发酵液通常包含各种青霉烷酸(例如α -氨基己二酰_6_氨基青霉烧酸、α -轻基己二酰-6-氨基青霉烧酸、6_氨基青霉烷酸出-APA))、各种头孢烷酸(包括α-氨基己二酰-和羟基己二酰-7-ADCA)和大量蛋白质类物质。已知的回收方法不能给出纯度上可接受品级的头孢烷酸产品。在去酰基化作用中，这导致如下问题:酶半寿期的缩短、生物转化率的降低和生物转化后的回收费用更高和/或不可接受的污染物含量。此外，去酰基化后，这类杂质妨碍或至少阻碍所要求技术规格的所需去酰化头孢菌素化合物的回收。最终，重要的是实现低水平的青霉素杂质，因为许多患者对青霉素过敏并因为此原因而用头孢菌素类抗生素治疗。W098/48036公开了通过以下步骤制备已在7_氨基上被去酰基化的头孢菌素类的方法:在侧链前体存在下发酵生产头孢菌素的微生物；萃取存在于发酵液或流体中的N-取代头孢菌素化合物到有机溶剂中；反萃取N-取代头孢菌素化合物到水中；用二羧酸酰化酶处理水相以及从转化液中分离如(I)的结晶头孢菌素化合物，其特征在于，在酸性条件和升高的温度下培育所述发酵液或流体，然后萃取N-取代头孢菌素化合物到有机溶剂中。W099/50271公开了类似的方法,但未使用萃取和反萃取,而是使用色谱法回收和纯化N-取代头孢菌素化合物。尽管在W098/48036和W099/50271中公开的方法能够从发酵液、液体或任何其他复杂混合物中很好地回收N-取代头孢菌素化合物，但它们都具有一个主要的缺点，要么使用有机溶剂(W098/48036)或使用对于工业目的来说非常昂贵的色谱单元(W099/50271)。此外，所述萃取步和色谱步都需要调节ρΗ(酸化)，消耗大量酸和在随后的中和后的碱，随后形成作为废物流的盐。因此，迫切需要新的方法，其同样能够从发酵液、液体或任何其他复杂混合物中回收N-取代头孢菌素化合物，但又没有现有技术的方法的缺点，例如不可接受的青霉素水平。本发明的目标是提供这种方法。
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详细说明在本文中内酰胺酶定义为能够水解内酰胺成相应的取代的氨基酸的酶。所述内酰胺酶优选根据国际生物化学和分子生物学联盟命名委员会(theNomenclature Committee of the International Union of Biochemistry and MolecularBiology)的建议(Recommendations) (1992)分类为EC3.5.2.6。β -内酰胺酶也被称为盘尼西林酶、青霉素酶或头孢菌素酶(以前称为EC3.5.2.8，但现在被包括在EC3.5.2.6.中)并且涉及一组各种特异性水解β_内酰胺的酶；一些对青霉素作用更快，一些对头孢菌素类作用更快。出于本发明的目的，内酰胺酶优选为更多地作用于青霉素且更少地、优选特别少地、更优先一点也不作用于头孢菌素类。通过采用这样的β_内酰胺酶，存在于复杂化合物中的污染性N-取代的青霉素可选择性地水解成相应的取代的β -氨基酸，同时保持N-取代头孢烷酸不受影响。β -内酰胺酶主要通过细菌生产，并造成细菌有耐β -内酰胺抗生素性。按照催化机理，β-内酸胺酶分为几个组(Bush K, Jacoby GA, Medeiros AA.1995." A functionalclassification scheme for β -lactamases and its correlation with molecularstructure." Antimicrob Agents Chemother.1995 ；39:1211-33)-见下表。
权利要求
1.包含≥85wt%的通式(1)的N-去酰基化头孢菌素的组合物
2.如权利要求1所述的组合物，其中Rtl为氢，Y为硫并且R1为甲基。
3.如权利要求1至2中任意一项所述的组合物，其中所述酰基为己二酰基。
4.如权利要求1-3中任意一项所述的组合物，其为基于所述组合物的总重量具有优选少于5wt %的水含量的固体。
5.如权利要求1-3中任意一项所述的组合物，其为水性液体。
6.生产如前述权利要求的任意一项中所定义的所述N-去酰基化头孢菌素的方法，其包括: a)发酵能够生产N-酰基化头孢菌素化合物的微生物，其中所述酰基如权利要求2中所定义，并且其中发酵液另可包含N-酰化青霉素和6-APA ;和 b)从在步骤a)中得到的发酵液回收N-酰基化头孢菌素化合物；以及 c)在去酰基化酶的存在下，将步骤b)中得到的所述N-酰基化头孢菌素化合物转化成相应的N-去酰基化头孢菌素化合物；以及 d)沉淀所述N-去酰基化头孢菌素化合物其特征在于步骤b)在4和9之间的pH下进行。
7.如权利要求6所述的方法，其中在步骤a)和/或步骤b)中加入β-内酰胺酶。
8.如权利要求6至7的任意一项所述的方法，其中 籲在步骤b)期间；或 在步骤c)和步骤d)之间；或 在步骤b)期间和在步骤c)和步骤d)之间 加入CO2。
9.生产半合成头孢菌素的方法，其中包含将在权利要求1-3的任意一项的组合物中存在且通过权利要求6-8的任意一项生产的N-去酰基化头孢菌素在酶的存在下与活化侧链接触。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述N-去酰基化头孢菌素为7-ADCA，且所述半合成头孢菌素选自由头孢氨苄、头孢羟氨苄、头孢拉定组成的组。
11.包含2-10ppm的相应半合成青霉素的半合成头孢菌素。
12.如权利要求11所述的半合成头孢菌素，其为相应半合成青霉素为阿莫西林的头孢羟氨苄，或其为相应半合成青霉素为氨苄西林的头孢氨苄，或其为头孢拉定。
全文摘要
本发明涉及包含≥85wt％的N-去酰基化头孢菌素的组合物、制备相同组合物的方法以及所述N-去酰基化头孢菌素在制备高纯度半合成头孢菌素类中的用途。
文档编号C07D501/18GK103108879SQ201180043173
公开日2013年5月15日 申请日期2011年9月6日 优先权日2010年9月7日
发明者阿德里亚努斯·杨·科斯特, 托马斯·杜斯·范德 申请人:中化帝斯曼制药有限公司荷兰公司