导　　师： 宗敏华

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 头孢硫脒是目前我国唯一自主研发的半合成β-内酰胺抗生素,其抗菌谱广且副作用小,在临床上广泛用于预防和治疗各类细菌感染。N-溴乙酰-7-氨基头孢烷酸(N-溴乙酰-7-ACA)是合成头孢硫脒的关键中间体,目前该关键中间体主要采用化学法制备,反应过程中需要使用高活性的溴乙酰溴、反应条件苛刻、工艺较复杂,同时还产生了大量的废物,不符合绿色化学的要求。酶催化具有反应条件温和、步骤简单、环境友好等优点。随着环境问题的日益突出和人们环保意识的增强,酶法制备半合成β-内酰胺抗生素受到了越来越多的关注。本文首次探索了青霉素酰化酶催化7-ACA溴乙酰化合成N-溴乙酰-7-ACA的可行性,并系统地研究了该酶反应特性;随后,针对底物7-ACA在缓冲液体系中的低溶解度问题,采用加碱促溶的策略,以提高反应体系中底物溶解度,并优化了在高底物浓度下酶反应工艺,进而研究了酶反应过程中的各种副反应。结果表明,各种青霉素酰化酶均能识别不带芳香环的侧链——溴乙酸甲酯(乙酯)作为酰基供体,催化7-ACA进行溴乙酰化反应合成N-溴乙酰-7-ACA。其中,来源于Bacillus megaterium的固定化青霉素酰化酶(PGA-750)为最适生物催化剂。随后,研究了酰基供体、底物摩尔比等关键因素对该酶反应的影响。酶法合成N-溴乙酰-7-ACA的最适酰基供体、底物摩尔比(酰基供体/7-ACA)、pH、温度、7-ACA浓度和加酶量分别为溴乙酸甲酯、3、7.5、20℃、50 mM和4 U/mL。在最适条件下,反应2 h后,酶催化7-ACA和溴乙酸甲酯反应合成N-溴乙酰-7-ACA的产率为85%,合成水解比(S/H)为1.5。而且,PGA-750表现出良好的操作稳定性,重复使用7批次后,催化目标产物合成的相对产率可达90%。考察了不同种类的碱对7-ACA的溶解度及PGA-750催化N-溴乙酰-7-ACA合成的影响,结果发现碳酸氢钠的效果最佳。随后研究了碳酸氢钠�

关 键 词： 氨基头孢烷酸 半合成 内酰胺抗生素 头孢硫脒 青霉素酰化酶 溴乙酰 氨基头孢烷酸

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