有机介质中酶促高效合成阿莫西林及其一锅法研究

摘要

阿莫西林具有广谱、高效和毒副作用小的特点,在医药卫生领域中得到了非常广泛的应用,目前β-内酰胺抗生素普遍采用化学偶联合成方法,其反应条件苛刻,需要繁琐的基团保护与去保护步骤,消耗大量原料同时产生许多难以回收和降解的污染物。酶促合成方法是β-内酰胺抗生素实现温和反应、减少反应步骤、清洁生产的有效途径。 论文研究合成了D-对羟基苯甘氨酸甲酯(D-HPGM)作为酰基供体,筛选了一系列不同极性的有机溶剂,在环己醇介质中产率和S/H比值达到83.5％和1.0效果最佳；并考察了固定化青霉素酰化酶IPA-750的酶浓度、反应时间、底物浓度与比例和反应温度等因素对酶促反应的影响,成功地实现了完全有机介质中阿莫西林的酶促高效合成。 论文研究了环己醇与其它有机溶剂的混合体系,结果发现环己醇-共溶剂K体系50/50(v/v)可以显著提高6-APA和D-HPGM的转化率,在100 mM6-APA和200 mM D-HPGM的底物浓度条件下,25℃时只需6 h即可实现95％的合成产率和1.1的S/H比值。对体系含水量及酶所处微环境的进一步优化,在体系含水量为5％时得到了97.1％的合成产率和2.2的高S/H比值。 论文研究建立了青霉素酰化酶催化青霉素G钾盐与D-对羟基苯甘氨酸甲酯一锅合成阿莫西林的方法。详细研究了有机介质和水共溶剂体系,反应时间、底物浓度与比例和反应温度等因素对酶促反应的影响,实现了醇A和水作为共溶剂,青霉素G钾盐起始原料,直接与D-对羟基苯甘氨酸甲酯经水解反应和缩合反应两步一锅合成,最优条件下阿莫西林产率和S/H比值分别达到了55.2％和0.60。 论文主要成果是探索建立了完全有机介质中酶促合成阿莫西林的方法,研究了系列有机介质中青霉素G酰化酶催化的6-APA与D-对羟基苯甘氨酸甲酯合成方法,建立了青霉素G酰化酶催化的青霉素G钾盐与D-对羟基苯甘氨酸甲酯一锅合成阿莫西林的新方法；通过混合有机溶剂介质体系显著提高了酶促合成阿莫西林的合成产率和S/H比值。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1化学法制备半合成β-内酰胺抗生素

1.2 β-内酰胺抗生素合成酶原的筛选

1.3水相酶促方法合成β-内酰胺抗生素

1.4本论文选题目的与研究内容

参考文献

第二章 酶促合成β-内酰胺抗生素的研究进展

2.1引言

2.2酶促合成青霉素抗生素的研究进展

2.2.1酶促合成半合成青霉素

2.2.2酶原筛选及固定化研究

2.2.3有机共溶剂在酶促合成青霉素中的应用

2.2.4低温介质在酶促合成青霉素中的应用

2.2.5水溶液-悬浊物体系在酶促合成青霉素中的应用

2.2.6 固相介质体系及无溶剂体系住酶促合成青霉素中的应用

2.7.7 PGA改性在酶促合成青霉素中的应用

2.3酶促合成头孢菌素抗生素的研究进展

2.3.1两相体系中酶促合成头孢菌素

2.3.2原位产物排出法

2.3.3酶促一锅合成法

2.4 小结

参考文献

第三章 有机介质中酶促合成阿莫西林研究

3.1引言

3.2实验部分

3.2.1实验仪器与试剂

3.2.2 D-对羟基苯甘氨酸甲酯盐酸盐的制备

3.2.3 D-对羟基本甘氨酸甲酯的制备

3.2.4有机介质中阿莫西林的酶促合成

3.2.5HPLC检测

3.3有机溶剂中阿莫西林酶促合成的条件优化

3.3.1酰基供体对阿莫西林酶促合成的影响

3.3.2有机溶剂的筛选

3.3.3环己醇中水含量对阿莫西林酶促合成的影响

3.3.4有机共溶剂对阿莫西林酶促合成的影响

3.3.5反应时间对阿莫西林酶促合成的影响

3.3.6底物摩尔比值对阿莫西林合成的影响

3.3.7酶用量对阿莫西林酶促合成的影响

3.3.8反应温度对阿莫西林酶促合成的影响

3.3.9酶的回收利用

3.4本章小结

参考文献

第四章 混合有机溶剂中酶促合成阿莫西林研究

4.1引言

4.2实验部分

4.2.1实验仪器与试剂

4.2.2混合有机介质中阿莫西林的酶促合成

4.2.3 HPLC检测

4.3混合有机溶剂中阿莫西林酶促合成及条件优化

4.3.1混合有机溶剂的筛选

4.3.2混合溶剂中共溶剂K含量对阿莫西林合成的影响

4.3.3酶用量对于阿莫西林合成的影响

4.3.4底物配比和起始浓度对于阿莫西林合成的影响

4.3.5反应温度对于阿莫西林合成的影响

4.3.6 IPA微环境pH值对合成的影响

4.4体系水含量对阿莫西林酶促合成的影响

4.4.1酶活力保持实验

4.4.2反应体系含水量对阿莫西林酶促合成的影响

4.5本章小结

参考文献

第五章 酶促一锅法合成阿莫西林研究

5.1引言

5.2实验部分

5.2.1实验仪器和试剂

5.2.2酶促一锅法合成阿莫西林

5.2.3 HPLC检测

5.3纯水相中酶促一锅法合成阿莫西林及其条件优化

5.3.1青霉素G钾盐的水解研究

5.3.2 pH值对一锅法合成阿莫西林的影响

5.3.3酶浓度对阿莫西林合成的影响

5.3.4底物配比和起始浓度的影响

5.3.5反应温度的影响

5.4水-有机混合溶剂中一锅法合成阿莫西林及条件优化

5.4.1有机共溶制对阿莫西林酶促合成的影响

5.4.2共溶剂含量对阿莫西林酶促合成的影响

5.4.3酶量对阿莫西林酶促合成的影响

5.4.4温度对阿莫西林酶促合成的影响

5.4.5 IPA的回收利用

5.5本章小结

参考文献

第六章 总结

攻读硕士学位期间发表论文

致谢