酶法合成阿莫西林原理.doc

酶法合成阿莫西林原理酶法合成阿莫西林介绍β- 内酰胺抗生素经过多年的发展,己成为抗生素中的最主要类型之一。由于具有良好的抗菌效力,较低的毒副作用,在临床上广泛应用,其发展非常迅速。现全世界耗用量已过万吨,预计今后还会增长。其中,青霉素和头孢菌素为最重要的两大类β- 内酰胺抗生素。酶法合成技术始于 20 世纪 60 年代末 70 年代初, 经过 30 多年的发展, 现在酶缩合反应技术、产品分离以及固定化酶技术等方面取得很大的发展,配套技术日益完善, 具备了大规模工业化生产的条件。全球著名的β- 内酰胺抗生素生产厂家如荷兰 DSM 公司已有酶法合成的商品头孢氨苄、阿莫西林等产品面世。由于酶法应用于β- 内酰胺抗生素合成, 不仅可减少反应步骤, 而且还可减少废弃物的产生, 有利于保护环境, 降低生产成本, 产品质量优异, 所含杂质极少。因此, 21 世纪β- 内酰胺抗生素的酶法合成将是发展的必然趋势。我国酶法合成研究起步并不晚, 但至今仍未形成大规模工业化生产, 与国外先进厂家差距较大。随着我国经济快速发展, 人们对自身居住环境的要求,政府对环保的重视,政府和越来越多的企业加大“绿色化学制药”的研究开发,特别是加快工业化生产的推进进程。酶法产品主要有三大特点: 一是产品含量稳定、变化小,可降低制剂在有效期内的检测风险,并且杂质低, 降解速度慢, 对制剂的安全性, 尤其是特殊制剂的稳定性尤为重要。二是酶法产品生产批量能够达到化学法产品的 2~3倍, 这既能够大幅度节省制剂生产商的检验成本, 粗略估算原料检测成本能够节约人民币 9元/kg ;同时,也便于物流、仓储和生产管理。三是酶法产品是通过生物酶一步到位生产而得,以纯净水为介质,不使用传统化学工艺中的特殊化工原料, 有机溶剂的使用量大幅度减少 90% , 废水排放减少 80% ,品质更纯净。 1 青霉素酰化酶的发展青霉素酰化酶是从微生物或其代谢产物中发现的一类具有特定活性的蛋白质。能够产生青霉素酰化酶的微生物广泛分布于细菌、放线菌、真菌和酵母中,如: 醋酸杆菌、假单胞菌、粪产碱菌、黄单胞菌、产气单胞菌、大肠杆菌、芽孢杆菌、枝状杆菌、克氏梭菌( Kluyvera) 等, 其中常用的有巴氏醋酸杆菌、粪产碱 1/8 菌、巨大芽孢杆菌、柑橘黄单胞菌和大肠杆菌, 尤以大肠杆菌最为常用。为了获得廉价高效的青霉素酰化酶, 人们对大肠杆菌等进行了选育和基因改造, 用获得的大肠杆菌天然或工程菌株进行工业化生产而得到所需要的酶。从大肠杆菌或其他微生物获得的酶可以以游离的形式使用, 也可以被固定在载体上制成固定化酶( Immobilized Enzyme) 使用。与液体酶( 酶溶液) 相比, 固定化酶的主要优点是:①酶和反应液易于分离, 酶可重复使用。②稳定性高于天然酶。③有利于反应过程的连续化和自动化控制。④反应液中残留杂质少, 有利于产品质量控制。⑤产品的生产成本低廉。从微生物发酵提纯的酶溶液制备固定化酶的方法大致可分为吸附法、包埋法和共价结合法三大类。共价结合法具有酶与载体结合牢固、不易脱离等优点, 因此应用较多。其工艺过程为: 浓缩酶溶液在缓冲溶液中与交联剂( 如戊二醛)和高分子载体进行振荡偶合, 然后过滤洗涤得到固定化酶, 所得固定化酶因其载体形态不同大致分为纤维状和颗粒状 2种。近年来使用颗粒状固定化酶比较普遍。用做