碳青霉烯和青霉烯类抗生素属于一类新型的β-内醜胺类抗生素,能够干扰细菌细胞壁的合成,从而遏制细菌的生长繁殖。不同于传统的β-内酰胺类抗生素,碳青霉烯和青霉烯类抗生素抗菌谱广,活性强,对多数革兰氏阴性菌、阳性菌、需氧菌、厌氧菌都有较强的抵抗作用,并且对β-内酰胺酶也显示出较好的稳定性。临床治疗效果好,应用广泛,市场需求量较大。另一方面,随着近年来抗生素类药物在临床上的大量应用,细菌耐药性的不断增强,迫切需要研发出更多新型的β-内酰胺类抗生素。4-乙酰氧基氮杂环丁酮(4-AA)是合成β-内酰胺类抗生素,尤其是碳青霉烯和青霉烯类抗生素应用最广泛的中间体。4-AA的高效合成直接影响了β-内酰胺类抗生素及相关药物的开发进展。本文简要介绍了β-内酰胺类抗生素以及4-乙酰氧基氮杂环丁酮(4-AA)的研究进展,主要研究了关键的医药中间体4-AA的合成工艺。本课题选用L-苏氨酸为起始原料,经C3-C4环合得到4-AA的合成路线。本工艺包括环氧化反应、酰胺化反应、环合反应、氧化反应、还原反应等步骤。对其中重要的反应步骤进行工艺优化,避免使用苛刻的反应条件,提高产物的收率,实现了以廉价的L-苏氨酸为起始原料的立体控制合成,总收率为32.2%。该路线具有工艺简单、反应条件温和、环境友好、成本低廉、收率较高等优点,在工业化生产上具有很大的潜力。作为一种重要的医药中间体,4-AA的合成研究将促进β-内酰胺类抗生素及相关药物的快速发展,有助于开创化学和医学研究的新领域。