研究人员报告了生产头孢菌素抗生素的有效平台技术

抗生素可以拯救无数人的生命 - 没有它们的现代医学是不可想象的。今天工业生产的抗生素的最大体积比例是头孢菌素，第一抗生素的结构变体，青霉素。不幸的是，他们的生产产生了大量的废物，其中一些是有问题的。在欧洲有机化学杂志上，科学家们现在证明了一种新开发的，更加生态化的合成途径适用于生产各种头孢菌素抗生素。

青霉素是β-内酰胺抗生素之一，一类物质，其常见成分是内酰胺，四元环由一个氮原子和三个碳原子组成，其中一个通过双键与氧原子连接。头孢菌素是β-内酰胺类抗生素的第二重要亚类，含有由β-内酰胺环和由硫，氮和碳原子组成的六元环制成的双环系统。该类中的各种治疗上有用的药物的侧链不同，其可以连接在基本骨架上的不同位置。

头孢菌素抗生素的生产是半合成的过程。发酵首先产生头孢菌素C.然后酶促分裂形成7-氨基头孢菌素酸(7-ACA)。然后通过化学合成从7-ACA产生不同的药物。第三代头孢菌素抗生素的生产涉及将内酰胺环的氨基(含氮基团)连接到基于(Z) - (2-氨基噻唑-4-基)甲氧基亚氨基乙酸的结构单元上。这种反应物的生产和结合反应在生态学上都是不利的，因为它们会产生大量可疑的废物。形成这些是因为需要各种试剂来活化，保护不应该反应的基团，以及偶联本身，这取决于正在生产哪种药物。

由HaraldGröger(德国比勒费尔德大学)领导的团队最近与Provadis国际管理和技术学院以及仿制药制造商Sandoz GmbH(奥地利Kundl)合作开发了一种有趣的替代方法，用于此类酰胺化反应，并使用它制备头孢噻肟。他们成功的关键是使用甲苯磺酰氯，一种既定的廉价偶联剂，与甲醇一起作为无问题的溶剂。唯一的副产物是甲苯磺酸，从毒理学的角度来看，它更具吸引力，因为它既不需要保护基也不需要可形成废物的活化剂。“对于原子经济学来说，这是一个非常有利的过程，”格罗格说。原子经济学考虑了百分比原料中的原子实际上是在化学反应中转移到产物中的。

比勒费尔德大学的科学家和抗生素的主要生产商Sandoz GmbH现在已经证明他们的酰胺化方法通常适用于生产第三代头孢菌素抗生素。在Deutsche Bundesstiftung Umwelt(DBU，德国环境基金会)资助的一项研究项目中，他们成功合成了另外三种头孢菌素抗生素：头孢泊肟，cefpodoxime proxetil和头孢他啶的前体。尽管反应条件未经优化，但其产率为82%至95%非常高。

“特别值得注意的是，基于7-ACA的起始分子在不同位置上的许多不同官能团是可以容忍的，”Gröger说。“我们的生态和经济上有利的合成路线提供了广泛应用于头孢菌素抗生素工业生产的前景。”