阿莫西林中间体的制备及拆分综述
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该法的优点是不使用昂贵的拆分剂,并且利于回收和分离,拆分母液可循环150次以上,消旋化母液可连续套用。在拆分过程中选用合适的溶剂及配比,对投料量和温度严格控制,能取得较好的拆分效果,旋光度可达80% ,一步拆分收率可达90% ,降低了拆分成本。但是仍存在步骤多不能连续生产等问题。
2. 3 _离子自拆分法
D-对羟基苯甘氨酸(D-p-hydroxyphenylglycine,D-HPG),化学名为D-α-氨基对羟基苯乙酸,
分子式为C8H9NO3,分子量为167. 2,是白色固体粉末,熔点为240℃,微溶于乙醇和水.D-对羟基苯甘氨酸是合成广谱抗生素阿莫西林、头孢羟氨苄的重要原料[1],因此D-对羟基苯甘氨酸的合成研究具有重要的应用价值.国内外都是先合成外消旋的DL-对羟基苯甘氨酸(DL-HPG),然后用化学或生物技术拆分法获得D-对羟基苯甘氨酸.现就国内外关于D-对羟基苯甘氨酸合成工艺的研究进展进行综述.
3结语
乙醛酸、苯酚、氨基磺酸法现已普遍应用在工业生产,具有步骤少、收率高、成本低等优点.随着拆分技术的发展,研发D-HPG的前景更好.为了实施绿色化学,倡导绿色合成,应注重不对称合成技术的研究开发,利用不对称合成技术直接得到期望的化合物构型D-HPG,避免了繁琐的拆分,简化了后处理操作,也减轻了环保压力.
重复进行6次,酶的活力依然没有减弱,但反应的收率只有50%。Arnaz等[ 3 7]对固载试剂进行了改进,使用海藻酸盐和壳聚糖的复合物对两种酶进行包埋, D_HPG的收率提高到80%。导致收率明显下降的原因是D_海因酶的活性比D _氨基甲酰水解酶高许多,随着反应的进行,对羟基苯海因水解速度将大于N_氨甲酰基_D _对羟基苯甘氨酸的水解速度,导致了中间产物N_氨甲酰基_D_对羟基苯甘氨酸的不断积累,使反应的收率下降。为了解决上述问题, Liu等[ 38]和Hiroy uki等[ 39]分别对大肠杆菌的基因片段进行了重组,使得从重组的大肠杆菌提取的D _海因酶和D _氨基甲酰水解酶之间的活性差异减小,减少了中间产物N_氨甲酰基_D_对羟基苯甘氨酸的积累,提高了收率( 95. 2%和98% )。
2. 2生物酶法
生物酶法是当前国内外研究比较多的拆分方法,生物酶法具有光学活性单一、能源消耗少、“三废”污染小等优点.
海因酶能选择性地将外消旋DL-对羟基苯海因中D型水解为N-氨甲酰-D-对羟基苯甘氨酸(NC-D-HPG),残留L-对羟基苯海因在中性或碱性条件下,会迅速自发地消旋为DL-对羟基苯海因.因此,消旋的DL-对羟基苯海因最终接近于完全转化为D-HPG.酶拆分法包括一步酶一步化学法和二步酶法,前者是用海因酶将DL-HPG水解为NC-D-HPG,再用化学法将其水解为D-HPG.随着N-氨甲酰水解酶在自然界中被发现,二步酶法生产D-HPG目前已成为研究的热点[11].
其它文献：1 _ D_HPG的合成
化学合成是工业上生产D_HPG普遍采用的方法,但近年来,随着环保要求的不断提高和生物
酶技术在手性氨基酸药物中的研究的不断进展,利用生物催化合成D_HPG逐渐成为研究的热点[ 2~ 4]。
1. 1 _生物催化合成法
与化学合成方法相比,生物催化法具有环境污染小、反应条件温和、选择性和转化率高等优点,但生物菌种的筛选较为困难,投资大,生物酶容易失活,无法大规模连续化生产。对于生物催化合成法的研究主要集中在利用D, L_对羟基苯海因( D, L_HPH )为原料经酶催化合成D_HPG上。
液中,经环合、加压碱水解和脱甲基,得到D, LH
该反应中使用剧毒的氰化钠,反应路线长,收率低,碱水解步骤需要高压,对设备的要求条件较
高,目前已经逐步被淘汰。
1. 2. 2 _对羟基苯甲醛法( Strecker氨基酸合成
法)
Strecker氨基酸合成法也是较早用于合成D, L_H PG的方法[ 4 0]。即用对羟基苯甲醛与氰化
1. 2. 2乙醛酸、苯酚、氨基磺酸法
用乙醛酸、苯酚与铵盐作用,一步法合成DL-HPG,此法原料易得、价格便宜,但反应时间长,收率偏低.现在对此法进行改进,以氨基磺酸代替原工艺中的铵盐,则反应收率高,且后处理也容易进行,若添加适当的催化剂,可进一步缩短反应时间.此法在我国石家庄、武汉等厂家普遍采用.使用乙醛酸、苯酚、氨基磺酸[4]制得DL-HPG,温度控制在40~60℃,反应5~6 h,对羟基苯甘氨酸的收率为66. 7%,经母液套用后,收率可以达到83. 8%.加入相转移催化剂苄基三乙基氯化铵[5],可将亲油性的苯酚转移到亲水性的乙醛酸相中,使反应较易进行.单程收率达70%以上,母液回收套用后总收率达75%以上,经高效液相色谱法测得产品纯度为
1. 2乙醛酸法
乙醛酸法是上世纪90年代才形成的,是以乙醛酸为原料来合成D-对羟基苯甘氨酸.
1. 2. 1对羟基扁桃酸氨解法对羟基扁桃酸氨解法是以苯酚、乙醛酸为原料,氨基甲酸铵为氨化剂在50~70℃进行反应,通入N2保护,可以得到纯度大于99%的D-对羟基苯甘氨酸,收率达到65%以上,反应条件较易控制[3].其反应式为:
剂,原料易得,成本低,但反应步骤长,单程转化率低(仅为50% ) ;溴化樟脑磺酸的拆分效果好,转化率也较高,单程转化率超过60%。
2. 2 _诱导结晶法
本法利用氨基化合物的物理性质差异,在外消旋体溶液中加入一种旋光异构体作为晶种,诱
导相同的异构体析出,从而达到分离的目的[ 58~ 60]。常用的拆分剂有:手性酒石酸、溴代樟脑磺酸、苯磺酸、硫酸等,拆分路线如下:
1. 2 _ D _HPG的化学合成方法
化学合成因其具有生产工艺简单,易于操作等优点,是目前中国工业化生产D_HPG普遍采用的方法。方法是先制备D, L_HPG,再对其进行拆分得到D_HPG。D, L_HPG合成方法主要
有以下几种。
1. 2. 1 _对甲氧基苯甲醛法
该法是早期用于工业生产D, L_HPG的合成方法。对甲氧基苯甲醛与氰化钠在水溶液或醇溶
2DL-HPG的拆分
在拆分技术上,近几年国内外常用的主要有化学拆分法和生物酶法.
2. 1化学拆分法
化学拆分法是广泛使用的一种方法.该法利用手性试剂与对羟基苯甘氨酸反应,生成两个非对映异构体,再利用两个非对映异构体的物理性质的不同将其拆分.最后把这两个非对映异构体分别复原为原来的对映体.
以d-3-溴樟脑-8-磺酸铵盐[9]为拆分剂,在水杨醛存在下,使拆分和L-对羟基苯甘氨酸消旋同
据文献报道:分离出来的Burkholderia cepaciaJS-02[12]、Sinorhizobium morelensS-5[13]菌株能产生高活性的对羟基苯海因酶和N-氨甲酰水解酶,可以把对-羟基苯海因转化成D-对羟基苯甘氨酸.这样就省去了先合成外消旋混合物再拆分的繁琐步骤,可直接得到期望产物.
D _H PH,而L_H PH在碱性条件下可以自发消旋为D, L_HPH,底物的利用率达到100%,但反应
第二步采用化学方法水解,污染问题仍较为严重。
1. 1. 2 _两菌两酶法
随着D_氨基甲酰水解酶( EC 3. 5. 1)的发现,使由D, L_HPH合成D_HPG的两菌两酶法得以
实现[ 7, 8]。培养用来提取D_海因酶和D_氨基甲酰水解酶适合的菌种是该法的关键(见下式)。
物作用生成对羟基__ _氨基苯乙腈,然后酸性水解成目标化合物,该法工艺较成熟,收率较高,反应时间短,但使用的对羟基苯甲酸价格较高,也同样使用了剧毒的氰化物,生产中存在含CN-
的废水和HCN的处理问题,目前已经很少有厂家采用。
_ _该法的关键是拆分剂的选择,常用的拆分剂有:手性酒石酸,樟脑磺酸类等。以酒石酸为拆分
99. 1%.此法反应时间短、收率高.
1. 2. 3对羟基苯海因水解法
ScharderS, dehmlow E V[6]用乙醛酸、尿素与苯酚作用生成对-羟基苯海因,再进行水解得目标化合物.其反应式为:
此外还有一些合成方法,以苯酚、乙醛酸为原料,氨水[7]为氨化剂采用最优工艺合成了DL-HPG.以邻苯二甲酰亚胺[8]代替氨基磺酸,选用季铵盐十八烷基二甲基苄基氯化铵为相转移催化剂,产品收率可达83. 5%,纯度可达99%以上.反应条件温和、工艺简单,提高了产品收率和纯度,此工艺具有一定的工业推广价值.比较以上各种方法可以看出,由于乙醛酸、苯酚、氨基磺酸法具有步骤少、收率高、成本低等优点,从而得到了广泛应用.
_ _许多菌种都可以用来提取D_海因酶,如土壤杆菌,嗜热脂肪芽孢杆菌,根瘤农杆菌,假单胞杆菌,大肠杆菌等[ 9~ 18]。D _海因酶催化对羟基苯海因的反应一般在碱性缓冲溶液中进行,反应的转化率较化学合成要高许多。Oliver Keil等[ 9]成功从嗜热菌种提取出D_海因酶,该酶在pH = 8. 5缓冲溶液中催化对羟基苯海因水解,反应温度70_ ,转化率达75%以上; Chen等[ 11]从重组的大肠杆菌BL21 ( DE3)中提取出海因酶,该酶在40_ , pH= 8. 5的缓冲溶液中进行催化反应,对羟基苯海因的转化率达到了95%。游离的D _海因酶对环境敏感,活性一般只能持续一到两周时间,容易失活,且反应完后无法回收,无法重复使用,而酶的固载可克服这些缺点,因此成为近些年研究的重点[ 19~ 23]。Jia等[ 24]用戊二醛活化的聚苯乙烯阴离子交换树脂对D_海因酶进行固载, D_海因酶中的氨基与戊二醛的醛基结合生成Schif f_base,使D _海因酶更加稳定,提高了酶的活性。固载后酶的活性在30 h内没有变化, 100 d后仍能保持90%。D _氨基甲酰水解酶的寿命比D _海因酶要短得多,一般只能维持十几个小时,但其催化活性高,反应的转化率往往达到100% ,因此D_氨基甲酰水解酶和它的固载方法的研究具有非常重要的意义[ 25~ 32]。Chao等[ 33]对D_氨基甲酰水解酶carbamolyase CBL303进行了固载,其半衰期由17 h提高到了210 h,酶重复使用16次后,底物的转化率仍能达到100%。
1. 1. 1 _单酶法
单酶法实际上分两步[ 5, 6],第一步使用D_海因酶( EC 3. 5. 2. 2)作用在底物D, L_HPH上,使
其进行不对称开环生成N_氨基甲酰_D_对羟基苯甘氨酸;第二步再将N_氨基甲酰_D_对羟基苯甘
氨酸用化学方法水解脱去氨甲酰基得D_HPG。该方法的优点在于D_海因酶能选择性水解
1DL-对羟基苯甘氨酸的制备
DL-对羟基苯甘氨酸的制备主要有苯甲醛法和乙醛酸法两种路线.
1. 1苯甲醛法[2]
苯甲醛法用对羟基苯甲醛,碳酸氢铵与氰化钠环合成对羟基苯海因,再经碱性水解,开环制备DL-对羟基苯甘氨酸.反应方程式如下:
这种合成路线利用最早,也比较成熟,但是该路线收率不高,且需要使用剧ห้องสมุดไป่ตู้品氰化钠,现已很少使用.
离子自拆分法是利用D_HPG自身作为拆分剂,在D_对羟基苯甘氨酸硫酸氢盐的溶液中诱导
结晶析出D_对羟基苯甘氨酸硫酸盐,再水解得D_HPG[ 61]。该法反应时间短,污染少,成本低,适于工业生产,但反应中作为拆分剂的D_HPG必须要有较高的光学纯度,否则将直接影响到拆分产物的光学纯度。
1. 1. 3 _一菌两酶法
研究发现,从某些菌种可以同时产生D _海因酶和D_氨基甲酰水解酶,如假单胞菌、土壤杆菌等,这使得原来两步的反应变为一步完成。Jiang等[ 34]从菌种Bur kholder ia cepacia JS_02中同时提取了D_海因酶和D_氨基甲酰水解酶,将其用于由对羟基苯海因水解制备对羟基苯甘氨酸的反应中取得了很好的结果, D _对羟基苯甘氨酸的摩尔收率达94%。为了实现催化剂的重复使用, Arnaz等[ 35, 36]同样对一步反应中的D_海因酶和D_氨基甲酰水解酶的固载进行了研究。使用海藻酸盐对D_海因酶和D _氨基甲酰水解酶进行包埋,固载后反应
时进行,拆分外消旋对羟基苯甘氨酸得到阿莫西林等的侧链酸D-对羟基苯甘氨酸,总收率为70%,光学纯度>99%.其反应式为:
以DL-对羟基苯甘氨酸为原料,酯化后与D-酒石酸[10]成盐,利用D-型和L-型盐在甲醇中溶解
度的不同,D-型盐先析出,经水解、中和得到D-对羟基苯甘氨酸,总收率为61%.此法原料易得、工艺简单、成本低.在拆分体系中加入苯甲醛可直接将L-对羟基苯甘氨酸消旋重新拆分,能使步骤简化,收率有所提高.
2. 3 _离子自拆分法
D-对羟基苯甘氨酸(D-p-hydroxyphenylglycine,D-HPG),化学名为D-α-氨基对羟基苯乙酸,
分子式为C8H9NO3,分子量为167. 2,是白色固体粉末,熔点为240℃,微溶于乙醇和水.D-对羟基苯甘氨酸是合成广谱抗生素阿莫西林、头孢羟氨苄的重要原料[1],因此D-对羟基苯甘氨酸的合成研究具有重要的应用价值.国内外都是先合成外消旋的DL-对羟基苯甘氨酸(DL-HPG),然后用化学或生物技术拆分法获得D-对羟基苯甘氨酸.现就国内外关于D-对羟基苯甘氨酸合成工艺的研究进展进行综述.
3结语
乙醛酸、苯酚、氨基磺酸法现已普遍应用在工业生产,具有步骤少、收率高、成本低等优点.随着拆分技术的发展,研发D-HPG的前景更好.为了实施绿色化学,倡导绿色合成,应注重不对称合成技术的研究开发,利用不对称合成技术直接得到期望的化合物构型D-HPG,避免了繁琐的拆分,简化了后处理操作,也减轻了环保压力.
重复进行6次,酶的活力依然没有减弱,但反应的收率只有50%。Arnaz等[ 3 7]对固载试剂进行了改进,使用海藻酸盐和壳聚糖的复合物对两种酶进行包埋, D_HPG的收率提高到80%。导致收率明显下降的原因是D_海因酶的活性比D _氨基甲酰水解酶高许多,随着反应的进行,对羟基苯海因水解速度将大于N_氨甲酰基_D _对羟基苯甘氨酸的水解速度,导致了中间产物N_氨甲酰基_D_对羟基苯甘氨酸的不断积累,使反应的收率下降。为了解决上述问题, Liu等[ 38]和Hiroy uki等[ 39]分别对大肠杆菌的基因片段进行了重组,使得从重组的大肠杆菌提取的D _海因酶和D _氨基甲酰水解酶之间的活性差异减小,减少了中间产物N_氨甲酰基_D_对羟基苯甘氨酸的积累,提高了收率( 95. 2%和98% )。
2. 2生物酶法
生物酶法是当前国内外研究比较多的拆分方法,生物酶法具有光学活性单一、能源消耗少、“三废”污染小等优点.
海因酶能选择性地将外消旋DL-对羟基苯海因中D型水解为N-氨甲酰-D-对羟基苯甘氨酸(NC-D-HPG),残留L-对羟基苯海因在中性或碱性条件下,会迅速自发地消旋为DL-对羟基苯海因.因此,消旋的DL-对羟基苯海因最终接近于完全转化为D-HPG.酶拆分法包括一步酶一步化学法和二步酶法,前者是用海因酶将DL-HPG水解为NC-D-HPG,再用化学法将其水解为D-HPG.随着N-氨甲酰水解酶在自然界中被发现,二步酶法生产D-HPG目前已成为研究的热点[11].
其它文献：1 _ D_HPG的合成
化学合成是工业上生产D_HPG普遍采用的方法,但近年来,随着环保要求的不断提高和生物
酶技术在手性氨基酸药物中的研究的不断进展,利用生物催化合成D_HPG逐渐成为研究的热点[ 2~ 4]。
1. 1 _生物催化合成法
与化学合成方法相比,生物催化法具有环境污染小、反应条件温和、选择性和转化率高等优点,但生物菌种的筛选较为困难,投资大,生物酶容易失活,无法大规模连续化生产。对于生物催化合成法的研究主要集中在利用D, L_对羟基苯海因( D, L_HPH )为原料经酶催化合成D_HPG上。
液中,经环合、加压碱水解和脱甲基,得到D, LH
该反应中使用剧毒的氰化钠,反应路线长,收率低,碱水解步骤需要高压,对设备的要求条件较
高,目前已经逐步被淘汰。
1. 2. 2 _对羟基苯甲醛法( Strecker氨基酸合成
法)
Strecker氨基酸合成法也是较早用于合成D, L_H PG的方法[ 4 0]。即用对羟基苯甲醛与氰化
1. 2. 2乙醛酸、苯酚、氨基磺酸法
用乙醛酸、苯酚与铵盐作用,一步法合成DL-HPG,此法原料易得、价格便宜,但反应时间长,收率偏低.现在对此法进行改进,以氨基磺酸代替原工艺中的铵盐,则反应收率高,且后处理也容易进行,若添加适当的催化剂,可进一步缩短反应时间.此法在我国石家庄、武汉等厂家普遍采用.使用乙醛酸、苯酚、氨基磺酸[4]制得DL-HPG,温度控制在40~60℃,反应5~6 h,对羟基苯甘氨酸的收率为66. 7%,经母液套用后,收率可以达到83. 8%.加入相转移催化剂苄基三乙基氯化铵[5],可将亲油性的苯酚转移到亲水性的乙醛酸相中,使反应较易进行.单程收率达70%以上,母液回收套用后总收率达75%以上,经高效液相色谱法测得产品纯度为
1. 2乙醛酸法
乙醛酸法是上世纪90年代才形成的,是以乙醛酸为原料来合成D-对羟基苯甘氨酸.
1. 2. 1对羟基扁桃酸氨解法对羟基扁桃酸氨解法是以苯酚、乙醛酸为原料,氨基甲酸铵为氨化剂在50~70℃进行反应,通入N2保护,可以得到纯度大于99%的D-对羟基苯甘氨酸,收率达到65%以上,反应条件较易控制[3].其反应式为:
剂,原料易得,成本低,但反应步骤长,单程转化率低(仅为50% ) ;溴化樟脑磺酸的拆分效果好,转化率也较高,单程转化率超过60%。
2. 2 _诱导结晶法
本法利用氨基化合物的物理性质差异,在外消旋体溶液中加入一种旋光异构体作为晶种,诱
导相同的异构体析出,从而达到分离的目的[ 58~ 60]。常用的拆分剂有:手性酒石酸、溴代樟脑磺酸、苯磺酸、硫酸等,拆分路线如下:
1. 2 _ D _HPG的化学合成方法
化学合成因其具有生产工艺简单,易于操作等优点,是目前中国工业化生产D_HPG普遍采用的方法。方法是先制备D, L_HPG,再对其进行拆分得到D_HPG。D, L_HPG合成方法主要
有以下几种。
1. 2. 1 _对甲氧基苯甲醛法
该法是早期用于工业生产D, L_HPG的合成方法。对甲氧基苯甲醛与氰化钠在水溶液或醇溶
2DL-HPG的拆分
在拆分技术上,近几年国内外常用的主要有化学拆分法和生物酶法.
2. 1化学拆分法
化学拆分法是广泛使用的一种方法.该法利用手性试剂与对羟基苯甘氨酸反应,生成两个非对映异构体,再利用两个非对映异构体的物理性质的不同将其拆分.最后把这两个非对映异构体分别复原为原来的对映体.
以d-3-溴樟脑-8-磺酸铵盐[9]为拆分剂,在水杨醛存在下,使拆分和L-对羟基苯甘氨酸消旋同
据文献报道:分离出来的Burkholderia cepaciaJS-02[12]、Sinorhizobium morelensS-5[13]菌株能产生高活性的对羟基苯海因酶和N-氨甲酰水解酶,可以把对-羟基苯海因转化成D-对羟基苯甘氨酸.这样就省去了先合成外消旋混合物再拆分的繁琐步骤,可直接得到期望产物.
D _H PH,而L_H PH在碱性条件下可以自发消旋为D, L_HPH,底物的利用率达到100%,但反应
第二步采用化学方法水解,污染问题仍较为严重。
1. 1. 2 _两菌两酶法
随着D_氨基甲酰水解酶( EC 3. 5. 1)的发现,使由D, L_HPH合成D_HPG的两菌两酶法得以
实现[ 7, 8]。培养用来提取D_海因酶和D_氨基甲酰水解酶适合的菌种是该法的关键(见下式)。
物作用生成对羟基__ _氨基苯乙腈,然后酸性水解成目标化合物,该法工艺较成熟,收率较高,反应时间短,但使用的对羟基苯甲酸价格较高,也同样使用了剧毒的氰化物,生产中存在含CN-
的废水和HCN的处理问题,目前已经很少有厂家采用。
_ _该法的关键是拆分剂的选择,常用的拆分剂有:手性酒石酸,樟脑磺酸类等。以酒石酸为拆分
99. 1%.此法反应时间短、收率高.
1. 2. 3对羟基苯海因水解法
ScharderS, dehmlow E V[6]用乙醛酸、尿素与苯酚作用生成对-羟基苯海因,再进行水解得目标化合物.其反应式为:
此外还有一些合成方法,以苯酚、乙醛酸为原料,氨水[7]为氨化剂采用最优工艺合成了DL-HPG.以邻苯二甲酰亚胺[8]代替氨基磺酸,选用季铵盐十八烷基二甲基苄基氯化铵为相转移催化剂,产品收率可达83. 5%,纯度可达99%以上.反应条件温和、工艺简单,提高了产品收率和纯度,此工艺具有一定的工业推广价值.比较以上各种方法可以看出,由于乙醛酸、苯酚、氨基磺酸法具有步骤少、收率高、成本低等优点,从而得到了广泛应用.
_ _许多菌种都可以用来提取D_海因酶,如土壤杆菌,嗜热脂肪芽孢杆菌,根瘤农杆菌,假单胞杆菌,大肠杆菌等[ 9~ 18]。D _海因酶催化对羟基苯海因的反应一般在碱性缓冲溶液中进行,反应的转化率较化学合成要高许多。Oliver Keil等[ 9]成功从嗜热菌种提取出D_海因酶,该酶在pH = 8. 5缓冲溶液中催化对羟基苯海因水解,反应温度70_ ,转化率达75%以上; Chen等[ 11]从重组的大肠杆菌BL21 ( DE3)中提取出海因酶,该酶在40_ , pH= 8. 5的缓冲溶液中进行催化反应,对羟基苯海因的转化率达到了95%。游离的D _海因酶对环境敏感,活性一般只能持续一到两周时间,容易失活,且反应完后无法回收,无法重复使用,而酶的固载可克服这些缺点,因此成为近些年研究的重点[ 19~ 23]。Jia等[ 24]用戊二醛活化的聚苯乙烯阴离子交换树脂对D_海因酶进行固载, D_海因酶中的氨基与戊二醛的醛基结合生成Schif f_base,使D _海因酶更加稳定,提高了酶的活性。固载后酶的活性在30 h内没有变化, 100 d后仍能保持90%。D _氨基甲酰水解酶的寿命比D _海因酶要短得多,一般只能维持十几个小时,但其催化活性高,反应的转化率往往达到100% ,因此D_氨基甲酰水解酶和它的固载方法的研究具有非常重要的意义[ 25~ 32]。Chao等[ 33]对D_氨基甲酰水解酶carbamolyase CBL303进行了固载,其半衰期由17 h提高到了210 h,酶重复使用16次后,底物的转化率仍能达到100%。
1. 1. 1 _单酶法
单酶法实际上分两步[ 5, 6],第一步使用D_海因酶( EC 3. 5. 2. 2)作用在底物D, L_HPH上,使
其进行不对称开环生成N_氨基甲酰_D_对羟基苯甘氨酸;第二步再将N_氨基甲酰_D_对羟基苯甘
氨酸用化学方法水解脱去氨甲酰基得D_HPG。该方法的优点在于D_海因酶能选择性水解
1DL-对羟基苯甘氨酸的制备
DL-对羟基苯甘氨酸的制备主要有苯甲醛法和乙醛酸法两种路线.
1. 1苯甲醛法[2]
苯甲醛法用对羟基苯甲醛,碳酸氢铵与氰化钠环合成对羟基苯海因,再经碱性水解,开环制备DL-对羟基苯甘氨酸.反应方程式如下:
这种合成路线利用最早,也比较成熟,但是该路线收率不高,且需要使用剧ห้องสมุดไป่ตู้品氰化钠,现已很少使用.
离子自拆分法是利用D_HPG自身作为拆分剂,在D_对羟基苯甘氨酸硫酸氢盐的溶液中诱导
结晶析出D_对羟基苯甘氨酸硫酸盐,再水解得D_HPG[ 61]。该法反应时间短,污染少,成本低,适于工业生产,但反应中作为拆分剂的D_HPG必须要有较高的光学纯度,否则将直接影响到拆分产物的光学纯度。
1. 1. 3 _一菌两酶法
研究发现,从某些菌种可以同时产生D _海因酶和D_氨基甲酰水解酶,如假单胞菌、土壤杆菌等,这使得原来两步的反应变为一步完成。Jiang等[ 34]从菌种Bur kholder ia cepacia JS_02中同时提取了D_海因酶和D_氨基甲酰水解酶,将其用于由对羟基苯海因水解制备对羟基苯甘氨酸的反应中取得了很好的结果, D _对羟基苯甘氨酸的摩尔收率达94%。为了实现催化剂的重复使用, Arnaz等[ 35, 36]同样对一步反应中的D_海因酶和D_氨基甲酰水解酶的固载进行了研究。使用海藻酸盐对D_海因酶和D _氨基甲酰水解酶进行包埋,固载后反应
时进行,拆分外消旋对羟基苯甘氨酸得到阿莫西林等的侧链酸D-对羟基苯甘氨酸,总收率为70%,光学纯度>99%.其反应式为:
以DL-对羟基苯甘氨酸为原料,酯化后与D-酒石酸[10]成盐,利用D-型和L-型盐在甲醇中溶解
度的不同,D-型盐先析出,经水解、中和得到D-对羟基苯甘氨酸,总收率为61%.此法原料易得、工艺简单、成本低.在拆分体系中加入苯甲醛可直接将L-对羟基苯甘氨酸消旋重新拆分,能使步骤简化,收率有所提高.