抗生素可以拯救無數人的生命 - 沒有它們的現代醫學是不可想象的。今天工業生產的抗生素的最大體積比例是頭孢菌素，第一抗生素的結構變體，青霉素。不幸的是，他們的生產產生了大量的廢物，其中一些是有問題的。在歐洲有機化學雜志上，科學家們現在證明了一種新開發的，更加生態化的合成途徑適用于生產各種頭孢菌素抗生素。

青霉素是β-內酰胺抗生素之一，一類物質，其常見成分是內酰胺，四元環由一個氮原子和三個碳原子組成，其中一個通過雙鍵與氧原子連接。頭孢菌素是β-內酰胺類抗生素的第二重要亞類，含有由β-內酰胺環和由硫，氮和碳原子組成的六元環制成的雙環系統。該類中的各種治療上有用的藥物的側鏈不同，其可以連接在基本骨架上的不同位置。

頭孢菌素抗生素的生產是半合成的過程。發酵首先產生頭孢菌素C.然后酶促分裂形成7-氨基頭孢菌素酸(7-ACA)。然后通過化學合成從7-ACA產生不同的藥物。第三代頭孢菌素抗生素的生產涉及將內酰胺環的氨基(含氮基團)連接到基于(Z) - (2-氨基噻唑-4-基)甲氧基亞氨基乙酸的結構單元上。這種反應物的生產和結合反應在生態學上都是不利的，因為它們會產生大量可疑的廢物。形成這些是因為需要各種試劑來活化，保護不應該反應的基團，以及偶聯本身，這取決于正在生產哪種藥物。

由HaraldGröger(德國比勒費爾德大學)領導的團隊最近與Provadis國際管理和技術學院以及仿制藥制造商Sandoz GmbH(奧地利Kundl)合作開發了一種有趣的替代方法，用于此類酰胺化反應，并使用它制備頭孢噻肟。他們成功的關鍵是使用甲苯磺酰氯，一種既定的廉價偶聯劑，與甲醇一起作為無問題的溶劑。唯一的副產物是甲苯磺酸，從毒理學的角度來看，它更具吸引力，因為它既不需要保護基也不需要可形成廢物的活化劑。“對于原子經濟學來說，這是一個非常有利的過程，”格羅格說。原子經濟學考慮了百分比原料中的原子實際上是在化學反應中轉移到產物中的。

比勒費爾德大學的科學家和抗生素的主要生產商Sandoz GmbH現在已經證明他們的酰胺化方法通常適用于生產第三代頭孢菌素抗生素。在Deutsche Bundesstiftung Umwelt(DBU，德國環境基金會)資助的一項研究項目中，他們成功合成了另外三種頭孢菌素抗生素：頭孢泊肟，cefpodoxime proxetil和頭孢他啶的前體。盡管反應條件未經優化，但其產率為82%至95%非常高。

“特別值得注意的是，基于7-ACA的起始分子在不同位置上的許多不同官能團是可以容忍的，”Gröger說。“我們的生態和經濟上有利的合成路線提供了廣泛應用于頭孢菌素抗生素工業生產的前景。”