作为第一代头孢类抗生素,头孢氨苄是目前世界上消耗量最大的头孢类抗生素之一,在医药工业领域中占有重要的地位。传统的化学法合成头孢氨苄生产步骤复杂,反应时间长,生产中需要使用大量的有机溶剂,而以水为反应介质的生物酶法反应条件温和、无需基团保护、清洁安全,具有工程应用价值和广阔的工业应用前景。本课题对头孢氨苄酶法合成及结晶工艺进行研究,目的在于提高酶法制备头孢氨苄的产品质量及过程收率,为工业化生产提供理论和数据指导。合成工艺部分主要研究了投料方式、原料投料比、反应投酶量、反应温度、反应p H及反应时间等工艺参数对酶催化法合成头孢氨苄产品质量和过程收率的影响。采用单因素实验法与正交实验结合的方法设计得到优化反应条件。优化工艺合成产品纯度高达99.8%,收率达到93.5%以上。头孢氨苄结晶热力学部分采用动态激光法测定了在283.15K、293.15K和303.15K三个温度下纯水中头孢氨苄随p H变化的溶解度并拟合。采用平衡法测定了在大气压力下,278.15-308.15K温度范围内头孢氨苄在不同配比甲醇-水和丙酮-水二元溶剂中的溶解度,并应用Apelblat方程、CNIBS/Redlich-Kister方程、J-A方程和NRTL方程四个数学模型对头孢氨苄在二元混合溶剂体系中的溶解度数据进行关联拟合。使用赤池信息量准则(AIC)对二元溶剂拟合模型进行评估,选择相对适用性高的模型。对溶解过程中的热力学性质进行系统分析,计算出头孢氨苄在不同二元溶剂中溶解过程溶解熵焓、溶解吉布斯自由能、混合熵焓和混合吉布斯自由能的变化。以上研究为系统研究头孢氨苄的结晶过程提供热力学基础数据,为头孢氨苄结晶新工艺的开发提供基础数据和基本条件。重结晶是药品提纯的主要方法之一,其工艺过程影响到产品的晶型、纯度和粒度分布,进而影响到产品的质量。重结晶工艺部分使用单因素实验法,以头孢氨苄结晶产率及粒径大小作为优化目标,对结晶方法、母液滴加速率、搅拌速率、加入晶种量、结晶温度等条件进行考察,得出优化的重结晶工艺条件。经验证优化工艺所得重结晶产品收率达85%,纯度大于99.8%,粒度大小及分布较优化前均有很大提升。