Name: Un nuevo método sencillo para la medida de lipofilicidad (logP) 19F NMR espectroscopia (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-01-30T13:30:00.000+00:00
Duration: 9 min 32 s
Description: Aprende a medir la lipofilicidad de compuestos fluorados mediante espectroscopía 19F NMR sin necesidad de pureza total ni curvas de calibración. Este método simplificado facilita estudios sistemáticos en química medicinal.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Esta investigación es financiada como parte del EPSRC otorga EP/K016938/1 y EP/P019943/1 (ZW, HRF) y de un premio de conversión de EPSRC/AstraZeneca caso (BFJ). La Universidad de Southampton es agradeció apoyo adicional. El EPSRC más dio las gracias por una subvención de la capacidad de base K039466/EP/1.

1. partición
<ol><li>Añadir 4,4,4-trifluorobutan-1-ol (compuesto X, ca. 6.0 mg) y 2,2,2 trifluoroethanol (referencia compuesto, ca. 3.0 mg) a un matraz de pera de 10 mL, disolver en n- octanol (grado HPLC, aprox. 2 mL) y agregue agua (grado HPLC, aprox. 2 mL). Nota: Este experimento se ejecuta por triplicado. Se comprobará el compuesto solubilidad en agua y n- octanol. La cantidad del compuesto utilizado para la partición debe considerarse cuidadosamente para evitar sobresaturación del compuesto en cualquier capa. La relación masa de compuesto X y referencia ref compuesto también debe ser considerado para evitar que la integral de una determinada muestra de NMR son fuera de un rango de 10/1 a 1/10. Por ejemplo, si hay una diferencia de < 2 unidades logP entre compuesto X y ref, óptima relación entre la masa puede asegurar que las relaciones de integración en muestras de agua y 1-octanol NMR son dentro de un rango de 10/1 a 1/10. En cambio, si se obtiene una relación de integración de 50/1 en una capa, habrá más probabilidades de errores relativamente grandes en la integración para el pico con la concentración más baja. La siguiente ecuación puede utilizarse para predecir la relación óptima de masa compuesta: mX / mref = {(cP X/Pref)-0,5 * (MX/ Mref) * [(1 + cPX) / (1 + Pref)]} / (NX / Nref) m, masa; M, masa molecular; N, número de átomos de F; P, coeficientes de partición; cP, coeficientes de partición calculada.</li>
	<li>Colocar los frascos dentro de un receptáculo de control de temperatura por encima de un stirplate y conectar a un enfriador de recirculación. Revolver la mezcla bifásica a 25 ° C por 2 h, con agitación a velocidad de 600 rpm.</li>
	<li>Equilibrar la mezcla a 25 ° C durante la noche (aprox. 16 h), para permitir para la separación de la fase completa. Nota: En algunos casos, puede observarse la formación de una espuma entre el n- octanol y agua límite. En este caso, la mezcla se transfirió a un frasco de vidrio de 4 mL y centrifugar hasta la desaparición de la espuma. La mezcla bifásica fue entonces izquierda para equilibrar otra vez a 25 ° C durante la noche.</li>
</ol>2. preparación de la muestra RMN
<ol><li>Fijar el matraz en un soporte de retorta con una abrazadera.</li>
	<li>Tomar una alícuota de aprox. 0.70 0.85 mL de agua y n- octanol capas, usando jeringas de plástico desechables de 1 mL con agujas largas.<ol>
<li>Para tomar el alícuota de agua, drenaje aprox. 0,02 mL de aire en la jeringa antes de poner la aguja en la mezcla. Mientras se mueve la aguja a través de la superior n- octanol capa en la capa de agua, empuje suavemente hacia fuera el aire para impedir la entrada de la aguja de solución de n- octanol.</li>
		<li>Retire la aguja larga de la mezcla. Desechar una pequeña cantidad de muestra de agua, dejando aprox. 0,6 mL de izquierda muestra en la jeringa. Con cuidado Limpie la aguja con tejido seco e inyectar aprox. 0.5 mL de muestra de agua en un tubo limpio de NMR. Cerrar rápidamente el tubo NMR con una tapa.</li>
		<li>Para la muestra de n- octanol, retire la aguja larga de la capa de n- octanol. Desechar una pequeña cantidad de muestra de n- octanol, dejando aprox. 0,6 mL de izquierda muestra en la jeringa. Cuidadosamente Limpie la aguja con tejido seco e inyectar aprox. 0.5 mL de n- octanol muestra en un tubo limpio de NMR. Cerrar rápidamente el tubo NMR con una tapa.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Visualmente ambas muestras n- octanol y agua para cualquier tipo de contaminación (por ej., pequeñas gotas de n- octanol en muestra de agua o pequeñas gotas de agua en la muestra de n- octanol). Nota: Si hay cualquier tipo de contaminación, la alícuota debe ser re-preparado de la mezcla bifásica. Como la medición se hace por triplicado, se obtienen seis tubos NMR.</li>
	<li>A cada tubo NMR, Añadir 0,1 mL de un solvente NMR deuterado que es miscible con agua y n- octanol (e.g., acetona d6) para activar la cerradura de la señal durante la adquisición de NMR.</li>
	<li>Para compuestos con puntos de ebullición bajos (e.g., < 120 ° C), sellar los tubos NMR utilizando un soplete y, después de enfriar, invertir el tubo para detectar cualquier fuga. Cuidadosamente los experimentos de invertir que 20 veces para obtener una solución homogénea para 19F NMR los tubos NMR sellado o no selladas.</li>
</ol>3. RMN experimentos
<ol><li>Ejecutar, utilizando parámetros NMR estándar (NS 64, D1 1 s, SW 300 ppm, O1P-100 ppm), experimentos de NMR F {1H} 19para identificar cambios químicas de 4,4,4-trifluorobutan-1-ol (compuesto X) y 2,2,2 trifluoroethanol (compuesto de referencia) en ambos n muestras de NMR - octanol y agua.</li>
	<li>Medir el tiempo de relajación spin-lattice (T1) para núcleos de flúor diagnóstico utilizando una secuencia de inversión-recuperación22. Medir el nivel de retraso de pulso apropiadas (D1, como ≥ 5 * T1) de los valores obtenidos de la T1 para la integración de NMR cuantitativa exacta. Nota: Este es muy desperdiciador de tiempo, sino un D1 de 60 s para la muestra de fase de agua y de 30 s para la muestra de la fase de octanol, son ajustes conservadores que con seguridad satisfará la D1 ≥ 5 * T1 criterium.</li>
	<li>Ejecutar 19experimentos NMR F {1H} ajustado otra vez con ajustes de los parámetros de la siguiente manera: a) uso D1 ≥ 5 * T1; b) centro de la frecuencia de offset punto (O1P) entre las dos señales de diagnóstico flúor por lo que ambos núcleos pueden ser igualmente excitados; c) establecer el ancho espectral (SW) como 300 ppm, pero reducir si una mejor relación SNR si es necesario; d) establecer el número de oscilaciones (NS) 64 pero aumentan si se requiere mayor SNR. Nota: No disociada 19F RMN experimentos también pueden utilizarse para adquisición de datos NMR. Sin embargo, se prefieren los experimentos de RMN F protón desemparejado 19aquí como simplifica las señales flúor quitando acoplamientos de protón-flúor que también aumenta la relación señal a ruido. Utilizamos la disociación inversa cerrada para obtener un espectro desconectado sin nOe (efecto nuclear de Overhauser) mejoras23. Para la integración cuantitativa, se desea una relación de señal a ruido (≥300). 24
</li>
</ol>4. procesamiento de datos
<ol><li>Procesar los datos obtenidos con ACD/NMR procesador Academic Edition u otro software de proceso NMR personalizado.<ol>
<li>El archivo de datos de NMR, y abra la carpeta pdata , carpeta 1. Elimine el archivo de 1r .</li>
		<li>Volver al archivo de datos de NMR y arrastrar el archivo de la fid en la ventana de procesador ACD/NMR.</li>
		<li>Haga clic en el botón de WFunctions , seleccione exponencial, ajuste de LB como 2y haga clic en el botón OK .</li>
		<li>Haga clic en el botón de Cero relleno , aumentar el Conteo de puntos 4 veces de su Cuenta de puntos Original pulsando un pequeño botón al lado del número y haga clic en Aceptar botón.</li>
		<li>Pulse el botón de TR. de Fourier .</li>
		<li>Haga clic en el botón de la fase , luego haga clic en el botón del Ratón pH. , haga clic en y mantenga presionado el botón izquierdo del ratón, mueva el ratón hacia delante o hacia atrás hasta el mayor pico del espectro es bien gradualmente.<ol>
<li>Haga clic en y mantenga presionado el botón derecho del ratón, mueva el ratón hacia delante o hacia atrás hasta que el otro peak(s) del espectro correctamente es gradual. Luego Desmarque el botón del Ratón pH. zoom en la zona espectral con los picos de flúor, haga clic en Puesta a punto, realizar la corrección de fase, si es necesario como se describe anteriormente hasta que todos los picos son fases correctamente y haga clic en la marca botón.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Haga clic en el botón de línea de base , luego el botón de Opciones . Seleccionar el Espectro promedio para modelos automáticos, ajuste el número de puntos de media anchura de la caja si es necesario (en particular para el espectro con baja relación S/R), haga clic en Aceptar | Autoy haga clic en el botón de señal .</li>
		<li>Haga clic en integraciónintegración de los picos de flúor diagnóstico y haga clic en el botón de señal . Nota: Si la curva integral no es paralela a la línea de fondo, haga clic el botón Sesgo Corr. y ajustar la inclinación y la pendiente hasta que la curva es paralela a la línea de base.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Obtener las relaciones de integración de n- octanol y agua NMR muestras y utilizar en la ecuación de cálculo deP de log (figura 1, EC. 4) para obtener el valor de logP de 4,4,4-trifluorobutan-1-ol (compuesto X).</li>
</ol>

<ol><li>Arnott, J. A., Planey, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+influence+of+lipophilicity+in+drug+discovery+and+design%5BTitle%5D)+AND+%22Expert+Opinion+on+Drug+Discovery%22%5BJournal%5D)">The influence of lipophilicity in drug discovery and design.</a> Expert Opinion on Drug Discovery. 7 (10), 863-875 (2012).</li>
<li>Lipinski, C. A., Lombardo, F., Dominy, B. W., Feeney, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+and+computational+approaches+to+estimate+solubility+and+permeability+in+drug+discovery+and+development+settings%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Drug+Delivery+Reviews%22%5BJournal%5D)">Experimental and computational approaches to estimate solubility and permeability in drug discovery and development settings.</a> Advanced Drug Delivery Reviews. 23 (1), 3-25 (1997).</li>
<li>Leeson, P. D., Springthorpe, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+influence+of+drug-like+concepts+on+decision-making+in+medicinal+chemistry%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+Drug+Discovery%22%5BJournal%5D)">The influence of drug-like concepts on decision-making in medicinal chemistry.</a> Nature Reviews Drug Discovery. 6, 881(2007).</li>
<li>Perola, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+Analysis+of+the+Binding+Efficiencies+of+Drugs+and+Their+Leads+in+Successful+Drug+Discovery+Programs%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Medicinal+Chemistry%22%5BJournal%5D)">An Analysis of the Binding Efficiencies of Drugs and Their Leads in Successful Drug Discovery Programs.</a> Journal of Medicinal Chemistry. 53 (7), 2986-2997 (2010).</li>
<li>Tarcsay, A., Nyiri, K., Keseru, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impact+of+Lipophilic+Efficiency+on+Compound+Quality%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Medicinal+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Impact of Lipophilic Efficiency on Compound Quality.</a> Journal of Medicinal Chemistry. 55 (3), 1252-1260 (2012).</li>
<li>Tarcsay, Á, Keserű, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Contributions+of+Molecular+Properties+to+Drug+Promiscuity%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Medicinal+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Contributions of Molecular Properties to Drug Promiscuity.</a> Journal of Medicinal Chemistry. 56 (5), 1789-1795 (2013).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22OECD+Guidelines+for+Testing+of+Chemicals%22">OECD Guidelines for Testing of Chemicals</a>. , Paris. (1992).</li>
<li>Tsang, S. C., Yu, C. H., Gao, X., Tam, K. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+of+nanomagnetic+absorbent+for+partition+coefficient+measurement%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Pharmaceutics%22%5BJournal%5D)">Preparation of nanomagnetic absorbent for partition coefficient measurement.</a> International Journal of Pharmaceutics. 327 (1), 139-144 (2006).</li>
<li>Andersson, J. T., Schräder, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Method+for+Measuring+1-Octanol%E2%88%92Water+Partition+Coefficients%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">A Method for Measuring 1-Octanol−Water Partition Coefficients.</a> Analytical Chemistry. 71 (16), 3610-3614 (1999).</li>
<li>Danielsson, L. -G., Yu-Hui, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanized+determination+of+n-octanol%2Fwater+partition+constants+using+liquid-liquid+segmented+flow+extraction%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Pharmaceutical+and+Biomedical+Analysis%22%5BJournal%5D)">Mechanized determination of n-octanol/water partition constants using liquid-liquid segmented flow extraction.</a> Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis. 12 (12), 1475-1481 (1994).</li>
<li>Scherrer, R. A., Donovan, S. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Automated+Potentiometric+Titrations+in+KCl%2FWater-Saturated+Octanol%3A+Method+for+Quantifying+Factors+Influencing+Ion-Pair+Partitioning%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Automated Potentiometric Titrations in KCl/Water-Saturated Octanol: Method for Quantifying Factors Influencing Ion-Pair Partitioning.</a> Analytical Chemistry. 81 (7), 2768-2778 (2009).</li>
<li>Poole, S. K., Poole, C. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Separation+methods+for+estimating+octanol-water+partition+coefficients%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Chromatography+B%22%5BJournal%5D)">Separation methods for estimating octanol-water partition coefficients.</a> Journal of Chromatography B. 797 (1), 3-19 (2003).</li>
<li>Ishihama, Y., Oda, Y., Uchikawa, K., Asakawa, N. <a target="_blank" href="https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/ac00105a018">Evaluation of Solute Hydrophobicity by Microemulsion Electrokinetic Chromatography.</a> Analytical Chemistry. 67 (9), 1588-1595 (1995).</li>
<li>Jorabchi, K., Smith, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single+Droplet+Separations+and+Surface+Partition+Coefficient+Measurements+Using+Laser+Ablation+Mass+Spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Single Droplet Separations and Surface Partition Coefficient Measurements Using Laser Ablation Mass Spectrometry.</a> Analytical Chemistry. 81 (23), 9682-9688 (2009).</li>
<li>Kaliszan, R. <a target="_blank" href="https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ac00035a001">Quantitative structure-retention relationships.</a> Analytical Chemistry. 64 (11), 619A-631A (1992).</li>
<li>Mo, H., Balko, K. M., Colby, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+practical+deuterium-free+NMR+method+for+the+rapid+determination+of+1-octanol%2Fwater+partition+coefficients+of+pharmaceutical+agents%5BTitle%5D)+AND+%22Bioorganic+%26+Medicinal+Chemistry+Letters%22%5BJournal%5D)">A practical deuterium-free NMR method for the rapid determination of 1-octanol/water partition coefficients of pharmaceutical agents.</a> Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters. 20 (22), 6712-6715 (2010).</li>
<li>Stéen, E. J. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+a+simple+proton+nuclear+magnetic+resonance-based+procedure+to+estimate+the+approximate+distribution+coefficient+at+physiological+pH+%28logD7.4%29%3A+Evaluation+and+comparison+to+existing+practices%5BTitle%5D)+AND+%22Bioorganic+%26+Medicinal+Chemistry+Letters%22%5BJournal%5D)">Development of a simple proton nuclear magnetic resonance-based procedure to estimate the approximate distribution coefficient at physiological pH (logD7.4): Evaluation and comparison to existing practices.</a> Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters. 27 (2), 319-322 (2017).</li>
<li>Soulsby, D., Chica, J. A. M. <a target="_blank" href="https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/mrc.4582">Determination of partition coefficients using 1H NMR spectroscopy and time domain complete reduction to amplitude-frequency table (CRAFT) analysis.</a> Magnetic Resonance in Chemistry. 55 (8), 724-729 (2017).</li>
<li>Tetko, I. V., Poda, G. I., Ostermann, C., Mannhold, R. <a target="_blank" href="https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/qsar.200960003">Accurate In Silico log Predictions: One Can't Embrace the Unembraceable.</a> QSAR & Combinatorial Science. 28 (8), 845-849 (2009).</li>
<li>Waring, M. J. <a target="_blank" href="https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1517/17460441003605098">Lipophilicity in drug discovery.</a> Expert Opinion on Drug Discovery. 5 (3), 235-248 (2010).</li>
<li>Linclau, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Investigating+the+Influence+of+%28Deoxy%29fluorination+on+the+Lipophilicity+of+Non-UV-Active+Fluorinated+Alkanols+and+Carbohydrates+by+a+New+log+P+Determination+Method%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie+International+Edition%22%5BJournal%5D)">Investigating the Influence of (Deoxy)fluorination on the Lipophilicity of Non-UV-Active Fluorinated Alkanols and Carbohydrates by a New log P Determination Method.</a> Angewandte Chemie International Edition. 55 (2), 674-678 (2016).</li>
<li>Derome, A. E. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aDerome%2C+AE+%22Modern+NMR+Techniques+for+Chemistry+Research%22">Modern NMR Techniques for Chemistry Research</a>. , 6th ed, Pergamon: Oxford. (1997).</li>
<li>Claridge, T. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aClaridge%2C+T+%22High-Resolution+NMR+Techniques+in+Organic+Chemistry%22">High-Resolution NMR Techniques in Organic Chemistry</a>. , Pergamon. (1999).</li>
<li>Zhang, F. -F., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2014/an/c4an01681e">Quantitative analysis of sitagliptin using the 19F-NMR method: a universal technique for fluorinated compound detection.</a> Analyst. 140 (1), 280-286 (2015).</li>
<li>Muller, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((When+is+a+trifluoromethyl+group+more+lipophilic+than+a+methyl+group%3F+partition+coefficients+and+selected+chemical+shifts+of+aliphatic+alcohols+and+trifluoroalcohols%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Pharmaceutical+Sciences%22%5BJournal%5D)">When is a trifluoromethyl group more lipophilic than a methyl group? partition coefficients and selected chemical shifts of aliphatic alcohols and trifluoroalcohols.</a> Journal of Pharmaceutical Sciences. 75 (10), 987-991 (1986).</li>
<li>Hansch, C., Leo, A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHansch%2C+C+%22Substituent+constants+for+correlation+analysis+in+chemistry+and+biology%22">Substituent constants for correlation analysis in chemistry and biology</a>. , Wiley. (1979).</li>
<li>Dillingham, E. O., Mast, R. W., Bass, G. E., Autian, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Toxicity+of+Methyl-+and+Halogen-Substituted+Alcohols+in+Tissue+Culture+Relative+to+Structure-Activity+Models+and+Acute+Toxicity+in+Mice%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Pharmaceutical+Sciences%22%5BJournal%5D)">Toxicity of Methyl- and Halogen-Substituted Alcohols in Tissue Culture Relative to Structure-Activity Models and Acute Toxicity in Mice.</a> Journal of Pharmaceutical Sciences. 62 (1), 22-30 (1973).</li>
<li>Leo, A., Hansch, C., Elkins, D. <a target="_blank" href="https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/cr60274a001">Partition coefficients and their uses.</a> Chemical Reviews. 71 (6), 525-616 (1971).</li>
<li>Fujita, T., Iwasa, J., Hansch, C. <a target="_blank" href="https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/ja01077a028">A New Substituent Constant, π, Derived from Partition Coefficients.</a> Journal of the American Chemical Society. 86 (23), 5175-5180 (1964).</li>
<li>Zhong-Xing, J., Xin, L., Eun-Kee, J., Bruce, Y. Y. <a target="_blank" href="https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ange.200901005">Symmetry-Guided Design and Fluorous Synthesis of a Stable and Rapidly Excreted Imaging Tracer for 19F MRI.</a> Angewandte Chemie International Edition. 48 (26), 4755-4758 (2009).</li>
</ol>

Los autores no tienen nada que revelar.

El protocolo descrito en el libro es un método sencillo para logP medición de compuestos fluorados. Este método es aplicable a compuestos fluorados con un valor deP de log de -3 a 3. Más hidrofílico (RegistroP < -3) o compuestos lipofílicos (logP > 3), este método puede utilizarse pero requerirá mucho más tiempo de experimento NMR como número ampliado de transitorios se necesita para obtener una buena relación señal a ruido. Por lo tanto, ésta es una limitación del método. No hay ningú...

Lipofilia es un parámetro clave fisicoquímico de las moléculas de droga que influye en las propiedades de los fármacos candidatos en muchos aspectos, incluyendo la solubilidad de la droga, biodisponibilidad y toxicidad1. Lipofilia se mide como el logaritmo (logP) del cociente de las concentraciones de compuestos después de la partición entre n-octanol y agua. Rangos óptimos lipofilia se han propuesto en base a datos estadísticos de fármacos administrados por vía oral, de la cual la "regla de Lipinski de 5'' es el más famoso ejemplo2,3. De hecho, controlar lipofilia ha demostrado para ser esencial para la mejora de la perspectiva de los candidatos de la droga. Aumentar la afinidad del fármaco por elevada lipofilia se ha identificado como uno de los principales problemas en los proyectos de descubrimiento de drogas durante las últimas décadas, llevando a mayor desgaste tarifas3. Por lo tanto, se ha sugerido que desarrollo de drogas exitosa está asociada con mantener la lipofilia molecular de los fármacos candidatos dentro de los límites óptimos durante la afinidad optimización proceso3,4. En ese sentido, nuevos conceptos (tales como índices de eficiencia lipofílico) han sido introducidos5,6.
Por lo tanto es de gran importancia para medir con precisión la lipofilia durante el proceso de desarrollo de fármacos. Además, la disponibilidad de métodos sencillos para la medida de la lipofilia es en la demanda como investigación fundamental tiene como objetivo identificar soluciones para logP modulación. En la actualidad, numerosos métodos establecidos son accesibles para lipofilicidad determinación1. El estándar 'frasco de agitación (SF)' método7y sus variantes se emplean comúnmente para medir valores de logP directamente, que en la mayoría de los casos dependen de espectroscopía UV-Vis para la cuantificación. La principal desventaja de este método clásico de SF es su carácter intensivo. Además, puede ocurrir la formación de emulsiones, especialmente para compuestos altamente lipofílicos8,9. Varios métodos fueron desarrollados para evitar tales problemas, como por medio de análisis por inyección en flujo, tubo de diálisis, etcetera. 9,10. Sin embargo, ninguno de estos métodos son directa o fácilmente aplicables en laboratorios no especializados.
Existen también muchos métodos indirectos para el uso, tales como valoración potenciométrica11métodos electroforéticos12,13, RP HPLC-métodos basados en cromatografía, método basado en la espectrometría de masa14, etcetera. Éstos son métodos indirectos, como los valores de logP se obtienen de las curvas de calibración. Entre estos métodos, el método de RP-HPLC ha sido ampliamente utilizado porque es fácil de usar y ahorra tiempo. Sin embargo, su exactitud depende el conjunto de entrenamiento para establecer la curva de calibración, y la lipofilia Estimado depende de la partición sistema13,15.
Hay un número de 1H NMR métodos reportados en la literatura para la determinación de lipofilia. Mo et al desarrolló un método para la medición de logP mediante 1H NMR sin disolventes deuterados. Agua y octanol, como disolventes de la partición, se utilizaron como referencia para la cuantificación de la concentración de soluto en cada fase16. Herth y compañeros de trabajo también informaron de un enfoque, por el que el experimento de partición se produjo directamente en un tubo NMR, donde se recolectaron los datos de NMR de la capa acuosa inferior D2O antes y después de la extracción con 1-octanol, para obtener la distribución coeficiente de17. Además, Soulsby et al. explotados 1H RMN como una herramienta de análisis, determinar la amplitud de las señales mediante el uso de reducción completa a software de tabla de frecuencia de amplitud. La relación de las amplitudes en capas llevados a los coeficiente de partición medido18. Estos métodos son relativamente fáciles de utilizar pero a menudo requieren la calibración de pulsos selectivos y niveles de potencia o el uso de en forma de pulsos de gradiente para asegurar la adecuada supresión solvente y selectividad de la señal.
También pueden obtenerse registro calculadoP (clogP) valores para los compuestos. Hay varios métodos de cálculo y software disponible en el mercado. Estos valores de obstrucciónP se utilizan en la industria farmacéutica al evaluar gran número de moléculas de droga. Sin embargo, grandes errores de estorboP valores no son infrecuente19,20.
Los requisitos de la UV-actividad para el análisis de la concentración y el establecimiento de curvas de calibración para el cálculo de logP impiden el progreso de la investigación en este campo. En particular, éste es el caso de compuestos alifáticos UV-activa. Fracciones alifáticas fluorados se han convertido en cada vez más atractivas para el diseño de fármacos en los últimos años, y su influencia en general lipofilicidad del compuesto es un tema de investigación en nuestro grupo21. Además, 19F es un núcleo de NMR-activos altamente sensible, haciendo 19F RMN una herramienta útil para el análisis de compuestos fluorados. También tiene una gama más grande de la cambio química comparada con la de 1H. Por lo tanto, vale la pena desarrollar un método sencillo para logP determinación de compuestos fluorados de UV-activa por espectroscopia de RMN F 19. Por lo tanto, el objetivo general de este método es lograr determinación conveniente lipofilia de compuestos fluorados.
El principio fundamental de nuestro 19método basado en el F NMR es añadir una referencia fluorados en la partición experimento (figura 1)21. X compuesto y compuesto de referencia (ref) se reparten entre agua y n- octanol. Después de equilibrar, se tomó una alícuota de cada fase en un tubo NMR y 19F RMN experimentos se ejecutan en ambas muestras de NMR. La intensidad de los picos de flúor es proporcional a compuesto concentración (C) y el número de átomos de flúor (n) de los compuestos. Entre compuesto X y ref, pueden obtenerse relaciones integradas para ambas fases. El cociente en n- octanol capa se define como ρocty ρaq para la capa de agua (EQ. 1). La relación de los valores ρ es igual al cociente de los coeficientes de partición (P) del compuesto X y ref (EQ. 2). Esto conduce a la ecuación final (EQ. 4) para registro de medición deP del compuesto X. Por lo tanto, para determinar el valor deP de un compuesto desconocido X, sólo relaciones de integración (oct y ρ de ρaq) de log en ambas capas son necesarias para medirse con 19F NMR.

<table><tbody><tr><td>RMN (400 MHz) con sonda SEF Bruker de 5 mm</td><td>Bruker</td><td>n/a</td><td>AVIIIHD400</td></tr><tr><td>RMN (400 MHz) con sonda SMART Bruker de 5 mm</td><td>Bruker</td><td>n/a</td><td></td></tr><tr><td>Reactor DrySyn Snowstorm</td><td>Asynt</td><td>ADS13-S</td><td></td></tr><tr><td>enfriador de recirculación</td><td>Asynt</td><td>n/a</td><td>modelo:Grant-LTC2</td></tr><tr><td>placa de agitación magnética</td><td>Asynt</td><td>ADS-HP-NT</td><td></td></tr><tr><td>Software de procesador ACD/NMR</td><td>ACD/Labs</td><td>n/a</td><td>Procesador ACD/NMR edición académica o procesador ACD/Spectrus 2015</td></tr></tbody></table>

un nuevo método sencillo para la medida de lipofilicidad (logp) 19f nmr espectroscopia

A New Straightforward Method for Lipophilicity (logP) Measurement using 19F NMR Spectroscopy

Fluoración se ha convertido en una herramienta eficaz para optimizar las propiedades fisicoquímicas de los compuestos bioactivos. Una de las aplicaciones de la introducción del flúor es modular la lipofilicidad del compuesto. En nuestro grupo estamos interesados en el estudio del impacto de la fluoración en la lipofilia de fluorohydrins alifáticos y carbohidratos fluorados. Estos no son UV-activa, dando por resultado una difícil determinación de lipofilia. Aquí, presentamos un método sencillo para la medida de la lipofilia de compuestos fluorados por espectroscopia de RMN F 19. Este método no requiere ninguna actividad UV. Precisa masa soluto, solvente y alícuota de volumen también no están obligados a medirse. Usando este método, mide las lipophilicities de un gran número de alkanols fluorados y carbohidratos.

Dos conjuntos de datos como control de experimentos se muestran en la figura 221. Utilizando 2,2,2 trifluoroethanol como compuesto de referencia, valores de logP se obtuvieron 2-fluoroethanol y 3,3,3,2,2-pentafluoropropanol-0.75 y +1.20, respectivamente (figura 2A). Posteriormente, la lipofilia de fluoroethanol 2 se determinó otra vez pero con 3,3,3,2,2-pentafluoropropanol como referencia (con su ...

Una novedosa y sencilla variación del método de frasco de agitación se desarrolló para la medida de la lipofilia precisa de compuestos fluorados por espectroscopia de RMN F 19.

Un nuevo método sencillo para la medida de lipofilicidad (logP) 19F NMR espectroscopia

Fluorination has become an effective tool to optimize physicochemical properties of bioactive compounds. One of the applications of fluorine introduction ...

Hemos desarrollado un método sencillo para la medición de la lipofilia de compuestos frenéticos utilizando LA RMN de flúor que es lo suficientemente acre lo suficiente como para reproducir medimos pequeñas diferencias en la lipofilia. Este método se puede utilizar para estudiar sistemáticamente el impacto de la formación de compuestos orgánicos en los cambios de lipofilia cambiantes resueltos, que es de interés en la química medicinal general. Las ventajas de este método incluyen que los compuestos no tienen que ser reactivos, y no tienen que ser completamente puros.No hay necesidad de medir la masa o los volúmenes exactos, y no hay necesidad de establecer curvas de calibración. Se debe elegir un compuesto de referencia adecuado y evitar la contaminación cruzada de la alícuota durante la fase de muestreo. En este video demostraremos las habilidades prácticas apropiadas para el muestreo, el sellado de tubos de RMN y el uso correcto del software de RMN para el procesamiento de datos.Añadir 6,0 miligramos de Compuesto X y 3,0 miligramos del Compuesto de Referencia a un matraz en forma de pera de 10 mililitros. Disuelva los compuestos en aproximadamente dos mililitros de n-octanol de grado HPLC y agregue dos mililitros de agua de grado HPLC. Coloque los matraces dentro de un receptáculo de temperatura controlada por encima de una placa de agitación y conéctelos a un enfriador de recirculación.Revuelva la mezcla bifásica a 25 grados Celsius durante dos horas, con la velocidad de agitación establecida a 600 RPM. Equilibrar la mezcla a 25 grados centígrados durante la noche para permitir una separación completa de la fase. Fije el matraz a un soporte de réplica con una abrazadera.Tome una alícuota de aproximadamente 0,70 a 0,85 mililitros de las capas de agua y n-octanol utilizando jeringas de plástico desechables de un mililitro con agujas largas. Para tomar la alícuota de agua, extraiga aproximadamente 0,02 mililitros de aire en la jeringa antes de colocar la aguja en la mezcla. Mientras mueve la aguja a través de la capa superior de n-octanol en la capa de agua, empuje suavemente hacia fuera el aire para evitar que la solución n-octanol entre en la aguja.Retire la aguja larga de la mezcla. Deseche una pequeña cantidad de muestra de agua, dejando aproximadamente 0,6 mililitros de muestra en la jeringa. Limpie cuidadosamente la aguja con tejido seco e inyecte aproximadamente 0,5 mililitros de la muestra de agua en un tubo de RMN limpio.Cierre rápidamente el tubo de RMN con una tapa. Para la muestra de n-octanol, retire la aguja larga de la capa n-octanol. Deseche una pequeña cantidad de muestra de n-octanol, dejando aproximadamente 0,6 mililitros de muestra en la jeringa.Después de limpiar cuidadosamente la aguja con tejido seco, inyecte aproximadamente 0,5 mililitros de la muestra de n-octanol en un tubo de RMN limpio. Cierre rápidamente el tubo de RMN con una tapa. Inspeccione visualmente las muestras de n-octanol y agua en busca de cualquier contaminación de la otra fase.A cada tubo de RMN, agregue 0,1 mililitros de un disolvente de RMN deuterated que sea miscible con n-Octanol y agua, para permitir el bloqueo de señal durante la adquisición de RMN. Para compuestos con puntos de ebullición bajos, selle los tubos de RMN utilizando un soplete, y después de enfriar invierta el tubo para comprobar si hay fugas. Invierta cuidadosamente los tubos de RMN sellados o no sellados 20 veces para obtener una solución homogénea para experimentos con RMN F19.Ejecutar experimentos de RMN de fluorina desacoplados por protones para identificar los cambios químicos del Compuesto X y el Compuesto de Referencia en muestras de n-Octanol y DE RMN de agua. Utilice la configuración estándar de los parámetros de RMN como se indica en el protocolo de texto. Mida el tiempo de relajación de la celosía de espín, o T1, para los núcleos de flúor de diagnóstico mediante una secuencia de recuperación de inversión.Calibre el nivel de tiempo de retardo de pulso adecuado a partir de los valores T1 obtenidos para una integración cuantitativa precisa de rmN. Ejecute un espectro F19 H1 rápido para configurar los parámetros iniciales. Mida el ancho de pulso de 90 grados, luego establezca el parámetro para el experimento de medición T1 y ejecute el experimento de medición T1 utilizando una secuencia de recuperación de inversión.Ejecute los experimentos de RMN de fluorina desacoplados de protones de nuevo con ajustes de parámetros ajustados. Establezca D1 y centre el punto de desplazamiento de frecuencia entre las dos señales de fluorina de diagnóstico para que ambos núcleos puedan excitarse por igual. Además, establezca el ancho espectral como 300 PPM y establezca el número de transitorios en 64.Ajuste estos valores si se requiere una relación señal-ruido más alta. Procesar los datos obtenidos utilizando ACD NMR Processor Academic Edition u otro software de procesamiento de RMN personalizado. Abra el archivo de datos DENM.A continuación, abra la carpeta pdata, seguida de la carpeta 1. Elimine el archivo 1r. Vuelva al archivo de datos DE RMN y arrastre el archivo FID a la ventana Procesador de RMN ACD.Haga clic en el botón de función de ventana, seleccione exponencial, establezca el valor de ampliación de línea como dos y haga clic en el botón Aceptar. Ahora, haga clic en el botón de relleno cero, aumente el número de puntos a cuatro veces su número de puntos original haciendo clic en un pequeño botón junto al número y haga clic en el botón de aceptar. Seleccione el botón de transformación de fourier.A continuación, haga clic en el botón de fase y, a continuación, haga clic en el botón de fase del mouse. Haga clic y mantenga presionado el botón izquierdo del ratón, y proceda a mover el ratón hacia adelante o hacia atrás hasta que el pico principal del espectro se ponga correctamente en fase. Ahora, haga clic y mantenga presionado el botón derecho del ratón y mueva el ratón hacia adelante o hacia atrás hasta que los otros picos del espectro se nivelen correctamente.A continuación, haga clic en el botón de fase del ratón y haga zoom en el área espectral con los picos de flúor. Haga clic en Ajuste fino, realice la corrección de fase si es necesario como se describió anteriormente y, a continuación, haga clic en el botón de marca. Haga clic en el botón de línea base y, a continuación, en el botón de opciones.Seleccione el promedio de espectro para los modelos automáticos, ajuste el número de puntos para la mitad de anchura de la caja si es necesario. Haga clic en Aceptar, automático y, a continuación, haga clic en el botón de marca. A continuación, haga clic en integración, integre los picos de fluoruro de diagnóstico y haga clic en el botón de marca.Por último, obtenga las relaciones de integración de las muestras de n-Octanol y de RMN de agua y utilícelos en la ecuación de cálculo logP para obtener el valor logP de Compound X.Using 2, 2, 2-Trifluoroetanol como compuesto de referencia, se obtuvo un valor logP de 0,75 para dos fluoroetanol, y se encontró un valor logP de 1,20 positivo para 3, 3, 3, 2, 2-pentafluoropropanol. Posteriormente, la lipofilia de dos fluoroetanol se determinó de nuevo, pero con 3, 3, 3, 2, 2-pentafluoropropanol como referencia. El valor logP medido era 0,76, que sólo tenía una diferencia de 0,01 unidades logP en comparación con el valor medido utilizando 2-2-2-trifluoroetanol como referencia.Del mismo modo, para cis-2, 3-difluro-1, 4-butane-diol, la diferencia en los valores logP medidos mediante el uso de dos fluoroetanol y su trans-isómero son muy pequeñas. Esto demuestra una buena reproducibilidad y que la selección del compuesto de referencia no tiene impacto en la medición del logP. Aquí se muestran ejemplos seleccionados adicionales.Todos estos compuestos alofágicos activos no UV, desde carbohidratos fluorados, hasta fluorohidrinas, se pueden medir fácilmente con este método. Otros métodos basados en RMN proto se pueden utilizar si su compuesto no contiene flúor, y si el compuesto contiene UV Chromofor, entonces la medición logP se puede llevar a cabo mediante la cuantificación UV. Se midió la lipofilia de una amplia gama de fluorohidrinas activas no UV y carbohidratos desoxifluonados.La biblioteca de datos obtenida se utilizó para establecer tendencias y reglas para el impacto de la fluoración alifática en la lipofilia. Octanol y agua plantean riesgos mínimos de seguridad. Por supuesto, siempre deben tenerse en cuenta los peligros que se miden y el compuesto de referencia.

a-new-straightforward-method-for-lipophilicity-logp-measurement-using

Research

Investigación

JoVE Journal

Chemistry

Química

Se describe un nuevo método cuantitativo para la identificación de lipidómica numerosas especies de lípidos en la levadura con la encuesta de exploración de ionización electrospray espectrometría de masas (ESI / MS). Este método supera actualmente los métodos disponibles para la identificación y cuantificación de los lípidos en la capacidad de resolver diferentes formas moleculares de los lípidos, la sensibilidad y la velocidad.

Una evaluación cuantitativa de la Lipidome levadura utilizando la espectrometría de masas de ionización por electrospray

Este protocolo demostrará la extracción y el análisis de ácidos grasos bioactivos libres y esterificados de las células. Los ácidos grasos se cuantifican con precisión mediante dilución de isótopos estables, cromatografía líquida quiral, captura de electrones, ionización química atmosférica, espectrometría de masas de monitoreo de reacciones múltiples (SID-LC-ECAPCI-MRM/MS).

Extracción de los lípidos celulares orientadas por dilución de isótopos estables análisis de espectrometría de cromatografía de líquidos-Mass

Este artículo describe métodos para el etiquetado de espín dirigido al sitio y la reconstitución de canales pentaméricos activados por ligandos para estudios de Resonancia Paramagnética Electrónica. Este protocolo se puede adaptar a cualquier proteína de membrana. El método de reconstitución descrito aquí también se puede utilizar para mediciones de patch-clamp de corrientes macroscópicas y de un solo canal en un sistema lipídico definido.

Sitio Dirigida Etiquetado vuelta y EPR estudios espectroscópicos de Canales pentamérica por ligando de iones

Aquí, de alta resolución 1 H y 13 C de Resonancia Magnética Nuclear (RMN) se utilizó como una herramienta rápida y fiable para el análisis cuantitativo y cualitativo de suplementos de aceite de pescado encapsuladas.

Espectroscopía de RMN como una herramienta robusta para la Evaluación Rápida del perfil lipídico de los suplementos de aceite de pescado

Una técnica sencilla y no destructivo que mide el contenido promedio de drogas sustancias en medicamentos formulados, que contienen flúor utilizando bajo campo flúor-19 (19F) dominio de tiempo (TD) resonancia magnética (RMN) se presenta aquí. La técnica puede ser aplicada al desarrollo y fabricación de medicamentos en la industria farmacéutica.

Aplicación y metodología de la técnica de RMN no destructivos 19F dominio del tiempo para medir el contenido en medicamentos que contienen flúor

Aquí, presentamos un protocolo para la producción y purificación de proteínas que están marcados con isótopos estables y posterior caracterización de las interacciones de la proteína-proteína usando la espectroscopia de resonancia magnética Nuclear (RMN) y microescala Los experimentos de Thermophoresis (MST).

Medición de las interacciones de las proteínas globulares y filamentosas por espectroscopia de resonancia magnética Nuclear (RMN) y microescala Thermophoresis (MST)

Aquí, presentamos un protocolo para estudiar el mecanismo molecular de la translocación de protones a través de membranas lipídica de liposomas sola, usando citocromo bo3  como ejemplo. Combinación electroquímica y microscopia de fluorescencia, cambios en el pH en el lumen de las vesículas individuales, contienen solo o múltiples enzimas, puede ser detectado y analizado individualmente.

Medidas solo de liposomas para el estudio de enzimas de membrana bombas de protones usando electroquímica y microscopia fluorescente

Aquí, describimos protocolos que utilizan sensores de lípidos fluorescentes y liposomas para determinar si una proteína extrae y transporta fosfatidilserina o fosfatidilinositol 4-fosfato in vitro.

Mediciones basadas en fluorescencia del intercambio de fosfatidilserina/fosfatidilinositol 4-fosfato entre membranas

Este artículo describe los protocolos para la preparación de muestras, la reducción de datos y el análisis de datos en estudios de eco de espín de neutrones (NSE) de membranas lipídicas. El etiquetado juicioso de los lípidos con deuterio permite el acceso a diferentes dinámicas de membrana en escalas de longitud y tiempo mesoscópicas, sobre las cuales ocurren procesos biológicos vitales.

Espectroscopía de eco de espín de neutrones como una sonda única para la dinámica de la membrana lipídica y las interacciones membrana-proteína

Aquí, establecemos un método de análisis cuantitativo para cuatro componentes en un sistema de administración de ARN de nanopartículas lipídicas (LNP) utilizando cromatografía líquida de alta resolución combinada con un detector de dispersión de luz evaporativa (ELSD). El método tiene buena separación, alta sensibilidad y alta eficiencia.

Determinación de cuatro componentes en un sistema de administración de ARN de nanopartículas lipídicas mediante cromatografía líquida combinada con un detector de dispersión de luz evaporativa

Aprende a medir la lipofilicidad de compuestos fluorados mediante espectroscopía 19F NMR sin necesidad de pureza total ni curvas de calibración. Este método simplificado facilita estudios sistemáticos en química medicinal.

Un nuevo método sencillo para la medida de lipofilicidad (logP) ¹⁹F NMR espectroscopia

Explorar más videos