一种利用¹⁹F NMR波谱法测定脂溶性（logP）的全新简便方法

我们开发了一种利用氟核磁共振（NMR）测定高活性化合物脂溶性的简便方法，该方法灵敏度足够高，可重现并测量脂溶性中的微小差异。该方法可用于系统研究有机化合物结构修饰对脂溶性变化的影响，这在药物化学领域具有普遍意义。该方法的优势在于，化合物无需具有反应活性，也无需完全纯净。

无需精确测量质量或体积，也无需建立标准曲线。应选择合适的参考化合物，并在取样过程中避免样品等分试样的交叉污染。在本视频中，我们将演示取样、核磁共振管密封以及正确使用核磁共振软件进行数据处理的适当实践技能。

向一个10毫升梨形烧瓶中加入6.0毫克化合物X和3.0毫克参比化合物。用约2毫升HPLC级正辛醇溶解化合物，并加入2毫升HPLC级水。将烧瓶置于搅拌器上方的温控容器中，并连接循环冷却器。

将两相混合物在 25 摄氏度下搅拌 2 小时，搅拌速度设定为 600 转/分钟。在 25 摄氏度下静置过夜，以使两相充分分离。用夹子将烧瓶固定在铁架台上。

使用带长针头的一毫升一次性塑料注射器，分别从水层和正辛醇层中各取约 0.70 至 0.85 毫升的等分试样。取水相样品时，先将约 0.02 毫升空气吸入注射器，再将针头插入混合液中。当针头从上层的正辛醇层进入水层时，轻轻推出空气，以防止正辛醇溶液进入针管。

从混合物中取出长针头。弃去少量水样，使注射器中剩余约 0.6 毫升样品。用干燥的纸巾小心擦拭针头，然后将约 0.5 毫升水样注入一支洁净的核磁共振管中。

迅速用盖子封闭核磁管。对于正辛醇样品，从正辛醇层中取出长针头。弃去少量正辛醇样品，使注射器中剩余约 0.6 毫升样品。

用干燥的纸巾仔细擦拭针头后，将约 0.5 毫升的正辛醇样品注入一支洁净的核磁共振管中。迅速用盖帽封闭核磁共振管。目视检查正辛醇和水样品中是否存在来自另一相的任何污染。

向每根核磁管中加入0.1毫升可与正辛醇和水混溶的氘代核磁溶剂，以确保核磁采集过程中信号锁定。对于沸点较低的化合物，使用喷灯密封核磁管，冷却后倒置检查是否泄漏。将密封或未密封的核磁管小心倒置20次，使溶液充分混匀，用于19F核磁实验。

对正辛醇和水的核磁共振样品，分别进行质子去耦的氟核磁共振实验，以确定化合物X和参比化合物的化学位移。采用文本方案中列出的标准核磁共振参数设置。使用反转恢复序列测量诊断性氟原子核的自旋-晶格弛豫时间（T1）。

根据测得的T1值评估合适的脉冲延迟时间，以实现准确的定量核磁共振积分。先运行一次快速的F19 H1谱以设定初始参数。测量90度脉冲宽度，然后设置T1测量实验的参数，并使用反转恢复序列运行T1测量实验。

重新运行去耦的质子氟核磁共振实验，并调整参数设置。将 D1 设置为在两个特征性氟信号之间的中心频率偏移点，以使两个原子核能够被均匀激发。同时，将谱宽设置为 300 PPM，扫描次数设置为 64 次。

如果需要更高的信噪比，可调整这些参数。使用 ACD NMR Processor Academic Edition 或其他自定义 NMR 数据处理软件处理获得的数据。打开 NMR 数据文件。

然后，打开 pdata 文件夹，接着打开其中的 1 文件夹。删除 1r 文件。返回至 NMR 数据文件，将 FID 文件拖入 ACD NMR Processor 窗口中。

单击窗口函数按钮，选择指数函数，将线宽值设置为2，然后单击确定按钮。接下来，单击零填充按钮，通过点击数值旁边的小按钮将数据点数增加至原始点数的四倍，然后单击确定按钮。选择傅里叶变换按钮。

接下来，点击相位按钮，然后点击小鼠相位按钮。按住鼠标左键，前后移动鼠标，直到谱图的主峰正确地完成相位调整。然后，按住鼠标右键，前后移动鼠标，直到谱图中其他峰也正确地完成相位调整。

然后，取消选中鼠标相位调节按钮，放大至含氟峰的谱图区域。点击精细调节，如有需要，按前述方法进行相位校正，然后点击确认按钮。点击基线按钮，再点击选项按钮。

选择自动模型的谱图平均，如有需要，调整盒式半宽的点数。单击“确定”，然后单击“自动”，再单击勾选按钮。接下来，单击积分，对诊断性氟峰进行积分，然后单击勾选按钮。

最后，从正辛醇和水的核磁共振（NMR）样品中获得积分比值，并将其代入logP计算公式，以得到化合物X的logP值。以2,2,2-三氟乙醇作为参考化合物时，测得二氟乙醇的logP值为0.75，3,3,3,2,2-五氟丙醇的logP值为+1.20。随后，再次测定二氟乙醇的脂溶性，但此次以3,3,3,2,2-五氟丙醇作为参考化合物，测得的logP值为0.76，与使用2,2,2-三氟乙醇作为参考时测得的结果相比，仅相差0.01个logP单位。

同样，对于顺式-2,3-二氟-1,4-丁二醇，使用两种氟乙醇及其反式异构体测得的logP值差异非常小。这表明该方法具有良好的重现性，且参考化合物的选择对logP值的测定无显著影响。此处展示了其他一些选定的示例。

所有这些非紫外活性的脂肪族化合物，从氟代碳水化合物到氟代醇类，均可通过该方法轻松测定。如果您的化合物不含氟，可使用其他基于质子核磁共振（NMR）的方法；若化合物含有紫外发色团，则可采用紫外定量法进行logP测定。本研究测定了多种非紫外活性氟代醇类及脱氧氟代碳水化合物的脂溶性。

获得的数据库被用于建立脂肪族氟化对脂溶性影响的趋势和规律。辛醇和水的安全风险极低。当然，在实验中始终需要考虑所测量的危险性以及参比化合物的影响。