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Chemistry

Lipophilicity के लिए एक नई सीधी विधि (logP) माप का उपयोग कर 19F एनएमआर स्पेक्ट्रोस्कोपी

doi: 10.3791/58567 Published: January 30, 2019

Summary

१९च एनएमआर स्पेक्ट्रोस्कोपी द्वारा fluorinated यौगिकों के सटीक lipophilicity मापन के लिए शेक-कुप्पी विधि का एक उपन्यास और सीधा रूपांतर विकसित किया गया.

Abstract

Fluorination एक प्रभावी उपकरण के लिए सक्रिय यौगिकों के भौतिक गुणों का अनुकूलन बन गया है । फ्लोरीन परिचय के आवेदनों में से एक यौगिक के lipophilicity का नियमन करने के लिए है । हमारे समूह में, हम aliphatic fluorohydrins और fluorinated कार्बोहाइड्रेट के lipophilicity पर fluorination के प्रभाव के अध्ययन में रुचि रखते हैं । ये यूवी सक्रिय नहीं हैं, एक चुनौतीपूर्ण lipophilicity निर्धारण में जिसके परिणामस्वरूप । यहां, हम 19F एनएमआर स्पेक्ट्रोस्कोपी द्वारा fluorinated यौगिकों के lipophilicity की माप के लिए एक सीधी विधि प्रस्तुत करते हैं । इस विधि कोई यूवी गतिविधि की आवश्यकता है । सही घुला हुआ मास, विलायक और aliquot मात्रा भी मापा जा करने के लिए आवश्यक नहीं हैं । इस विधि का उपयोग करते हुए, हम fluorinated alkanols और कार्बोहाइड्रेट की एक बड़ी संख्या के lipophilicities मापा ।

Introduction

Lipophilicity दवा के अणुओं जो दवा घुलनशीलता, जैव उपलब्धता, और विषाक्तता सहित कई पहलुओं में दवा के उंमीदवारों की संपत्तियों को प्रभावित करता है की एक प्रमुख भौतिक पैरामीटर है1। Lipophilicity n-octanol और पानी के बीच विभाजन के बाद यौगिक सांद्रता के अनुपात के लघुगणक (लॉगपी) के रूप में मापा जाता है । इष्टतम lipophilicity पर्वतमाला मौखिक रूप से प्रशासित दवाओं के सांख्यिकीय आंकड़ों के आधार पर प्रस्तावित किया गया है, जिनमें से Lipinski के "नियम 5 ' ' सबसे प्रसिद्ध उदाहरण2,3है । दरअसल, lipophilicity को नियंत्रित करने के लिए दवा उंमीदवारों की संभावना में सुधार के लिए आवश्यक हो दिखाया गया है । ऊंचा lipophilicity द्वारा दवा बाध्यकारी समानता में वृद्धि पिछले कुछ दशकों के दौरान दवा खोज परियोजनाओं में मुख्य समस्याओं में से एक के रूप में पहचान की गई है, उदासीनता3दरों में वृद्धि के लिए अग्रणी । इसलिए, यह सुझाव दिया गया है कि सफल दवा विकास संबध अनुकूलन प्रक्रिया3,4के दौरान इष्टतम सीमाओं के भीतर दवा उंमीदवारों की आणविक lipophilicity रखने के साथ जुड़ा हुआ है । उस संबंध में, नई अवधारणाओं (जैसे lipophilic क्षमता सूचकांकों)5,6पेश किया गया है ।

यह बहुत महत्व की इस प्रकार है दवा विकास की प्रक्रिया के दौरान सही lipophilicity उपाय । इसके अलावा, lipophilicity माप के लिए सरल तरीकों की उपलब्धता मांग में है के रूप में मौलिक अनुसंधान के लिए लॉगपी मॉडुलन के लिए समाधान की पहचान करना है । वर्तमान में, कई स्थापित तरीकों lipophilicity निर्धारण1के लिए सुलभ हैं । मानक ' शेक-कुप्पी (एस एफ) ' विधि7और इसके रूपांतरों सामांयतः लॉगपी मूल्यों सीधे, जो ज्यादातर मामलों में ठहराव के लिए यूवी विज़ स्पेक्ट्रोस्कोपी पर निर्भर उपाय करने के लिए कार्यरत हैं । इस क्लासिक एस एफ विधि के मुख्य नुकसान अपनी श्रम गहन प्रकृति है । इसके अलावा, पायस के गठन, विशेष रूप से उच्च lipophilic यौगिकों8,9के लिए हो सकता है । कई तरीकों से ऐसे मुद्दों को दरकिनार विकसित किया गया, जैसे प्रवाह इंजेक्शन विश्लेषण, डायलिसिस टयूबिंग, आदिका उपयोग करके 9,10. हालांकि, उन पद्धतियों में से कोई भी सरल या आसानी से गैर विशेष प्रयोगशालाओं में लागू कर रहे हैं ।

उपयोग के लिए भी कई अप्रत्यक्ष विधियाँ उपलब्ध हैं, जैसे potentiometric अनुमापन११, electrophoretic विधियाँ१२,१३, आरपी-HPLC-आधारित क्रोमेटोग्राफिक विधियाँ, मास-स्पेक्ट्रोमेट्री-आधारित विधियाँ१४, आदि मौजूद थे। ये अप्रत्यक्ष तरीके हैं, के रूप में लॉगP मान अंशांकन curves द्वारा प्राप्त होते हैं । इन पद्धतियों के बीच आरपी-HPLC विधि व्यापक रूप से उपयोग किया गया है क्योंकि यह उपयोगकर्ता के अनुकूल और समय की बचत है । फिर भी, इसकी सटीकता अंशांकन वक्र स्थापित करने के लिए इस्तेमाल किया प्रशिक्षण सेट पर निर्भर करता है, और अनुमानित lipophilicity13,15का इस्तेमाल विभाजन प्रणाली पर निर्भर करता है ।

lipophilicity निर्धारण के लिए साहित्य में रिपोर्ट की गई 1H एनएमआर-आधारित विधियों में से एक नंबर हैं । मो एट अल. deuterated सॉल्वैंट्स के बिना 1एच एनएमआर का उपयोग कर लॉगपी माप के लिए एक विधि विकसित की है । जल और octanol, विभाजन सॉल्वैंट्स के रूप में, प्रत्येक चरण16में घुला हुआ एकाग्रता के ठहराव के लिए संदर्भ के रूप में इस्तेमाल किया गया । हेरथ और सह कार्यकर्ता भी एक दृष्टिकोण है, जिसके द्वारा विभाजन प्रयोग एक एनएमआर ट्यूब, जहां नीचे डी2ओ जलीय परत के एनएमआर डेटा से पहले और 1-octanol के साथ निष्कर्षण के बाद एकत्र किए गए थे में सीधे हुआ, वितरण प्राप्त करने के लिए सूचना दी गुणांक17. इसके अलावा, Soulsby एट अल. शोषण 1एच एनएमआर एक विश्लेषण उपकरण के रूप में, आयाम आवृत्ति तालिका सॉफ्टवेयर करने के लिए पूरी तरह से कमी का उपयोग करके संकेतों के आयाम का निर्धारण. दोनों परतों में आयाम का अनुपात मापा विभाजन गुणांक18के लिए नेतृत्व किया । इन तरीकों का उपयोग करने के लिए अपेक्षाकृत सरल कर रहे हैं, लेकिन अक्सर चयनात्मक दालों और बिजली के स्तर या आकार ढाल दालों के उपयोग के लिए उपयुक्त विलायक दमन और संकेत selectivity सुनिश्चित करने के अंशांकन की आवश्यकता है ।

परिकलित लॉगp (रोकनाp) यौगिकों के लिए मान भी प्राप्त किया जा सकता है । कई परिकलन विधियों और व्यावसायिक रूप से उपलब्ध सॉफ़्टवेयर उपलब्ध हैं । इस तरह रोकनापी मूल्यों सामांयतः दवा उद्योग में प्रयोग किया जाता है जब नशीली दवाओं के अणुओं की बड़ी संख्या का मूल्यांकन । हालांकि, बड़ी त्रुटियों से रोकनाP मान असामान्य नहीं हैं19,20.

एकाग्रता विश्लेषण के लिए यूवी गतिविधि की आवश्यकताओं और लॉगपी गणना के लिए अंशांकन curves की स्थापना इस क्षेत्र में अनुसंधान प्रगति में बाधा । विशेष रूप से, यह गैर के लिए मामला है-यूवी सक्रिय aliphatic यौगिकों । Fluorinated aliphatic moieties तेजी से हाल के वर्षों में दवा डिजाइन के लिए आकर्षक हो गए हैं, और यौगिक के समग्र lipophilicity पर उनके प्रभाव हमारे समूह21में एक अनुसंधान विषय है । इसके अलावा, 19एफ एक अति संवेदनशील एनएमआर-सक्रिय नाभिक, 19एफ एनएमआर fluorinated यौगिकों का विश्लेषण करने के लिए एक उपयोगी उपकरण बना रही है । यह भी एक बड़ा रासायनिक बदलाव रेंज की तुलना में है कि 1एच । इसलिए, यह के लिए एक सीधी विधि विकसित करने के लिए सार्थक है लॉगपी के निर्धारण गैर यूवी सक्रिय fluorinated यौगिकों 19F एनएमआर स्पेक्ट्रोस्कोपी द्वारा । अतः इस विधि का समग्र लक्ष्य fluorinated यौगिकों के सुविधाजनक lipophilicity निर्धारण को प्राप्त करना है.

हमारे 19च एनएमआर-आधारित विधि के प्रमुख सिद्धांत विभाजन प्रयोग में एक fluorinated संदर्भ यौगिक जोड़ने के लिए है (चित्रा 1)21. यौगिक एक्स और संदर्भ यौगिक (रेफरी) पानी और n-octanol के बीच विभाजित कर रहे हैं । equilibrating के बाद, प्रत्येक चरण से एक aliquot एक एनएमआर ट्यूब में लिया जाता है, और 19च एनएमआर प्रयोगों दोनों एनएमआर नमूने पर चला रहे हैं । फ्लोरीन चोटियों की तीव्रता यौगिक एकाग्रता (सी) और यौगिकों के फ्लोरीन परमाणुओं (एन) की संख्या के लिए आनुपातिक है । यौगिक एक्स और रेफरी के बीच, अभिंन अनुपात दोनों चरणों के लिए प्राप्त किया जा सकता है । n-octanol परत में अनुपात दर्षायाoct, और पानी परत के लिए दर्षायावायु (eq .1) के रूप में परिभाषित किया गया है । दर्षाया मान का अनुपात विभाजन गुणांक (P) के यौगिक X और ref (eq .2) के अनुपात के बराबर है । यह यौगिक एक्स के लॉगपी माप के लिए अंतिम समीकरण (eq. 4) की ओर जाता है इसलिए, आदेश में एक अज्ञात यौगिक एक्स के लॉगपी मान निर्धारित करने के लिए, केवल एकीकरण अनुपात (दर्षायाoct और दर्षायावायु) दोनों परतों में 19F एनएमआर द्वारा मापा जा करने के लिए आवश्यक हैं ।

Protocol

1. विभाजन

  1. 4, 4, 4-trifluorobutan-1-राजभाषा (यौगिक एक्स, सीए जोड़ें । ६.० मिलीग्राम) और 2, 2, 2-trifluoroethanol (संदर्भ यौगिक, ca. ३.० मिलीग्राम) एक 10 मिलीलीटर नाशपाती के आकार का कुप्पी, एनमें भंग-octanol (HPLC ग्रेड, ca .2 मिलीलीटर), और पानी जोड़ें (HPLC ग्रेड, ca .2 मिलीलीटर).
    नोट: यह प्रयोग तपसिल में चलाया जाता है । पानी में कंपाउंड घुलनशीलता और एन-octanol को चेक करना होगा । विभाजन के लिए इस्तेमाल किया यौगिक की राशि सावधानी से किसी भी परत में यौगिक के संतृप्ति से बचने के लिए विचार किया जाना चाहिए. यौगिक एक्स और संदर्भ यौगिक रेफरी के बीच जन अनुपात भी है कि एक दिए गए एनएमआर नमूना के अभिंन अनुपात 10/1 से 1/10 रेंज के बाहर है से बचने के लिए विचार किया जाना चाहिए । उदाहरण के लिए, यदि वहां < 2 यौगिक एक्स और रेफरी के बीच लॉगपी इकाइयों के एक अंतर है, इष्टतम जन अनुपात आश्वस्त कर सकते है कि पानी में एकीकरण अनुपात और 1-octanol एनएमआर नमूने एक 10/1 1/10 सीमा के भीतर हैं । इसके विपरीत, यदि एक परत में 50/1 के एकीकरण अनुपात प्राप्त की है, वहां अधिक संभावना कम एकाग्रता के साथ चोटी के लिए एकीकरण में अपेक्षाकृत बड़ा त्रुटियों होगा । नीचे समीकरण इष्टतम यौगिक जन अनुपात की भविष्यवाणी करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है:
    mx /एमref = {(cpx /Pref)-०.५ * (एमएक्स/एमरेफरी) * [(1 + cpx)/(1 + Pref)]}/(nX /nref)
    मी, मास; मी, आण्विक जन; N, F परमाणुओं की संख्या; P, विभाजन गुणांक; सीपी, परिकलित विभाजन गुणांक.
  2. एक stirplate के ऊपर एक तापमान नियंत्रित संदूक के अंदर कुप्पी रखें, और एक परिसंचारी मिर्च से कनेक्ट । 2 एच के लिए 25 डिग्री सेल्सियस पर biphasic मिश्रण हिलाओ, सरगर्मी गति ६०० rpm पर सेट के साथ ।
  3. Equilibrate 25 ° c रातोंरात (ca. 16 एच) पर मिश्रण, पूरा चरण जुदाई के लिए अनुमति देने के लिए ।
    नोट: कुछ मामलों में, n-octanol और पानी की सीमा के बीच एक फोम के गठन मनाया जा सकता है । इस मामले में, मिश्रण एक 4 मिलीलीटर कांच की शीशी में स्थानांतरित किया गया था और फोम के लापता होने तक केंद्रापसारक । biphasic मिश्रण फिर 25 डिग्री सेल्सियस रात भर में फिर से equilibrate के लिए छोड़ दिया गया था ।

२. एनएमआर नमुना तयारी

  1. एक क्लैंप के साथ एक प्रतिक्रिया खड़े करने के लिए कुप्पी ठीक करें ।
  2. लंबी सुइयों के साथ 1 मिलीलीटर डिस्पोजेबल प्लास्टिक सीरिंज का उपयोग करके, पानी और n-octanol परतों दोनों से ca. 0.70-0.85 मिलीलीटर की एक aliquot ले लो ।
    1. पानी aliquot लेने के लिए, इस मिश्रण में सुई डालने से पहले सिरिंज में हवा के ०.०२ मिलीलीटर ड्रा. पानी परत में ऊपरी n-octanol परत के माध्यम से सुई चलती है, धीरे सुई में प्रवेश करने से एनoctanol समाधान को रोकने के लिए हवा से बाहर धक्का.
    2. मिश्रण से लंबी सुई निकाल लें । पानी के नमूने की एक छोटी राशि को त्यागें, सीए छोड़ रहा है । सिरिंज में छोड़े गए सैंपल की ०.६ मिलीलीटर । ध्यान से सूखी ऊतक के साथ सुई पोंछ, और एक स्वच्छ एनएमआर ट्यूब में पानी के नमूने के ca. ०.५ मिलीलीटर सुई. जल्दी से एक टोपी के साथ एनएमआर ट्यूब बंद करो ।
    3. n-octanol नमूना के लिए, n-octanol परत से लंबी सुई निकालें । n-octanol नमूना की एक छोटी राशि छोड़ें, ca. ०.६ मिलीलीटर के नमूने में छोड़ दिया सिरिंज । ध्यान से सूखी ऊतक के साथ सुई पोंछ और ca. n-octanol नमूना के ०.५ मिलीलीटर एक स्वच्छ एनएमआर ट्यूब में इंजेक्शन । जल्दी से एक टोपी के साथ एनएमआर ट्यूब बंद करो ।
  3. किसी भी प्रदूषित (जैसे, n-octanol पानी के नमूने या n-octanol नमूना में पानी की छोटी बूंदों में की छोटी बूंदों) के लिए दोनों एनoctanol और पानी के नमूनों का निरीक्षण ।
    नोट: यदि कोई संदूषण है, तो aliquot नमूने को biphasic मिश्रण से पुनः तैयार करने की आवश्यकता होती है । के रूप में माप तपसिल में किया जाता है, छह एनएमआर ट्यूबों प्राप्त कर रहे हैं ।
  4. प्रत्येक एनएमआर ट्यूब करने के लिए, octanol अधिग्रहण के दौरान संकेत ताला सक्षम करने के लिए n-एसीटोन और पानी (जैसे, एनएमआर-डी6) दोनों के साथ मिश्रणीय है कि एक deuterated एनएमआर विलायक के ०.१ मिलीलीटर जोड़ें ।
  5. कम उबलते अंक के साथ यौगिकों के लिए (जैसे, < 120 डिग्री सेल्सियस), एक झटका मशाल का उपयोग कर एनएमआर ट्यूबों सील, और, ठंडा करने के बाद, किसी भी लीक के लिए जाँच करने के लिए ट्यूब पलटना. सावधानी से सील या गैर-सील एनएमआर ट्यूबों 20 बार के लिए 19F एनएमआर प्रयोगों के लिए एक समरूप समाधान प्राप्त करने के लिए उलटा ।

३. एनएमआर उपाययोजना

  1. चलाएं, मानक एनएमआर पैरामीटर सेटिंग्स का उपयोग (NS ६४, D1 1 s, दप ३०० पीपीएम, O1P-१०० पीपीएम), 19F {1H} एनएमआर प्रयोगों की पहचान करने के लिए रासायनिक बदलाव 4, 4, 4-trifluorobutan-1-राजभाषा (यौगिक एक्स) और 2, 2, 2-trifluoroethanol (संदर्भ यौगिक) दोनों में n -octanol और वाटर एनएमआर के नमूने लिए ।
  2. माप स्पिन-जाली विश्राम समय (T1) नैदानिक फ्लोरीन नाभिक के लिए एक उलटा-पुनर्प्राप्ति अनुक्रम का उपयोग करके22. सही मात्रात्मक एनएमआर एकीकरण के लिए प्राप्त T1 मान से उपयुक्त पल्स देरी समय (D1, ≥ के रूप में सेट 5 * T1) के स्तर गेज.
    नोट: यह बहुत समय लेने वाली है, लेकिन पानी के चरण नमूने के लिए ६० एस के एक D1, और 30 एस के octanol चरण नमूने के लिए, रूढ़िवादी सेटिंग्स जो सुरक्षित रूप से d1 ≥ 5 * T1 criterium को पूरा करेगा रहे हैं ।
  3. चलाएँ 19F {1H} एनएमआर प्रयोगों के साथ फिर से समायोजित पैरामीटर सेटिंग्स निम्नानुसार: a) का उपयोग करें D1 ≥ 5 * T1; ख) दोनों नाभिक समान रूप से उत्साहित किया जा सकता है तो दोनों नैदानिक फ्लोरीन संकेतों के बीच आवृत्ति ऑफसेट बिंदु (O1P) केंद्र; ग) ३०० पीपीएम के रूप में वर्णक्रमीय चौड़ाई (SW) सेट है, लेकिन अगर एक बेहतर SNR अनुपात अगर जरूरत को कम; घ) यात्रियों की संख्या ६४ के रूप में (एन एस) सेट लेकिन वृद्धि अगर उच्च SNR की आवश्यकता है ।
    नोट: गैर- 19एफ एनएमआर प्रयोगों एनएमआर डेटा अधिग्रहण के लिए भी इस्तेमाल किया जा सकता है । हालांकि, प्रोटॉन-युगल 19एफ एनएमआर प्रयोगों यहाँ पसंद कर रहे हैं के रूप में यह प्रोटॉन-फ्लोरीन युग्मन जो भी संकेत करने के लिए शोर अनुपात बढ़ जाती है हटाने के द्वारा फ्लोरीन संकेतों को सरल. हम nOe (नाभिकीय Overhauser प्रभाव)23संवर्द्धन के बिना एक जोड़ा स्पेक्ट्रम प्राप्त करने के लिए व्युत्क्रम-gated युग्मन का उपयोग करें । मात्रात्मक एकीकरण के लिए, एक सिग्नल-टू-शोर अनुपात (≥ ३००) वांछित है. 24

4. डाटा प्रोसेसिंग

  1. एसीडी/एनएमआर प्रोसेसर अकादमिक संस्करण या अंय कस्टम एनएमआर प्रोसेसिंग सॉफ्टवेयर का उपयोग कर प्राप्त डेटा की प्रक्रिया ।
    1. एनएमआर डेटा फ़ाइल खोलें, और उसके बाद फ़ोल्डर 1के बाद pdata फ़ोल्डर खोलें । 1r फ़ाइल को हटाएं ।
    2. एनएमआर डेटा फ़ाइल पर लौटें और फिड फ़ाइल को एसीडी/एनएमआर प्रोसेसर विंडो में खींचें ।
    3. WFunctions बटन पर क्लिक करें, घातीयचुनें, पौंड मान 2के रूप में सेट, और ठीक बटन पर क्लिक करें ।
    4. शून्य भरना बटन पर क्लिक करें, संख्या के आगे एक छोटे बटन पर क्लिक करके अपने मूल अंक गिनती के 4 गुना करने के लिए अंक गिनती में वृद्धि, और ठीक बटन पर क्लिक करें.
    5. रूपान्तर व्याप. बटन पर क्लिक करें ।
    6. चरण बटन क्लिक करें, तब माउस Ph. बटन क्लिक करें, और माउस का बायां बटन दबाए रखें, माउस को आगे या पीछे ले जाएं जब तक कि स्पेक्ट्रम की प्रमुख चोटी ठीक से चरणबद्ध न हो जाए ।
      1. क्लिक करें और दाएं माउस बटन दबाए रखें, माउस को आगे या पीछे ले जाएं जब तक कि स्पेक्ट्रम की अंय चोटी (ओं) ठीक से चरणबद्ध न हो । फिर क्लिक करें माउस पीएच. बटन, फ्लोरीन चोटियों के साथ वर्णक्रमीय क्षेत्र में ज़ूम, ठीक ट्यूनिंगक्लिक करें, चरण सुधार करने के लिए पहले वर्णित के रूप में यदि आवश्यक हो तो सभी चोटियों सही ढंग से चरणबद्ध हैं, और फिर क्लिक करें टिक बटन.
    7. आधारभूत बटन क्लिक करें, फिर विकल्प बटन । चुनें स्पेक्ट्रम स्वत: मॉडलों के लिए औसत, बॉक्स आधा चौड़ाई के लिए अंकों की संख्या को समायोजित अगर (कम एस के साथ स्पेक्ट्रम के लिए विशेष रूप से) की जरूरत है, ठीक क्लिक करें । स्वत:, और फिर क्लिक करें टिक बटन ।
    8. एकीकरणक्लिक करें, नैदानिक फ्लोरीन चोटियों को एकीकृत, और टिक बटन पर क्लिक करें.
      नोट: यदि अभिन्न वक्र आधार रेखा के समानांतर नहीं है, तो बायस Corr. बटन क्लिक करें, और झुकाव और ढलान को समायोजित जब तक वक्र आधार रेखा के समानांतर है ।
  2. n-octanol और पानी एनएमआर नमूनों से एकीकरण अनुपात प्राप्त करें और लॉगपी गणना समीकरण में उपयोग (चित्रा 1, eq. 4) के लॉगपी मान प्राप्त करने के लिए 4, 4, 4-trifluorobutan-1-राजभाषा (यौगिक एक्स).

Representative Results

नियंत्रण प्रयोगों के रूप में डेटा के दो सेट चित्र 221में दिखाए जाते हैं । 2, 2, 2-trifluoroethanol के रूप में संदर्भ यौगिक का उपयोग करते हुए, लॉगP मान 2-fluoroethanol और 3, 3, 3, 2, 2-pentafluoropropanol के रूप में-०.७५ और + १.२०, क्रमशः (आरेख 2a) के लिए प्राप्त किए गए थे । इसके बाद, 2-fluoroethanol का lipophilicity फिर से निर्धारित किया गया था लेकिन 3, 3, 3, 2, 2-pentafluoropropanol के साथ संदर्भ के रूप में (इसके पिछले प्रयोग मापी लॉगP मान + १.२०) । मापा लॉगp मान था-०.७६, जो केवल ०.०१ लॉगp इकाइयों का अंतर था जब मान 2, 2, 2-trifluoroethanol संदर्भ के रूप में का उपयोग कर मापा के साथ तुलना ।

इसी तरह, सीआईएसके लिए-2, 3-difluoro-1, 4-butanediol, 2-fluoroethanol और इसके ट्रांस isomer का उपयोग करके मापा लॉगपी मूल्यों में अंतर भी बहुत छोटा है (०.०१ लॉगपी इकाइयों, चित्रा 2 बी) । यह प्रदर्शित किया कि संदर्भ यौगिक का चयन लॉगP माप पर प्रभाव नहीं है । इसके अलावा, एक नहीं बल्कि छोटे मानक विचलन (< 0.01) हमारे विधि के अच्छे reproducibility संकेत दिया ।

हमारी विधि का उपयोग करना, ज्ञात लॉगP मान के साथ यौगिकों की एक श्रृंखला तालिका 1में दिखाए गए के रूप में मापा गया था । साहित्य डेटा और हमारे विधि का उपयोग कर मापा मूल्यों के बीच अंतर तालिका के अंतिम स्तंभ में दिखाया गया है । कुल मिलाकर, प्रयोग के रूप में प्राप्त लॉगपी मूल्यों (25 डिग्री सेल्सियस) में साहित्य मूल्यों, जो आगे हमारी विधि की पुष्टि के साथ उत्कृष्ट अनुसार अच्छा है ।

अतिरिक्त चयनित उदाहरण21 चित्र 3में दिखाए गए थे । इन सभी गैर यूवी सक्रिय aliphatic यौगिकों (fluorinated कार्बोहाइड्रेट से fluorohydrins करने के लिए) आसानी से हमारे विधि के साथ मापा जा सकता है ।

Figure 1
चित्रा 1: लॉगपी निर्धारण विधि के सिद्धांत । यह आंकड़ा विले-VCH Verlag GmbH & कं KGaA से अनुमति के साथ reproduced किया गया है । 21. यह घे-कुप्पी विधि 19च एनएमआर स्पेक्ट्रोस्कोपी पर आधारित है । एक संदर्भ यौगिक विभाजन प्रयोग के लिए प्रयोग किया जाता है । n-octanol और जल चरण दोनों के लिए Aliquots एनएमआर प्रयोग के लिए उठाए गए थे । संदर्भ यौगिक और मापा जा करने के लिए यौगिक के बीच एकीकरण अनुपात लॉगP मान के निर्धारण के लिए प्राप्त कर रहे हैं । विस्तृत गणितीय कटौती के समीकरणों, जो माप के लिए अंतिम समीकरण की ओर जाता है, भी दिया जाता है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 2
चित्र 2: आंतरिक मांयता के लिए उदाहरण 21. नियंत्रण प्रयोगों के दो सेट, एक यौगिक के लॉगपी मूल्य को मापने के लिए दो अलग संदर्भ यौगिकों का उपयोग कर, आयोजित किया गया. उन प्रयोगों के बीच लागपी अंतर नगण्य है. तपसिल में चलने वाले प्रयोगों से मानक विचलन (< 0.01) विधि का अच्छा reproducibility दिखाता है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 3
चित्रा 3: हमारे विधि का उपयोग कर लॉगपी माप के आगे चयनित उदाहरण. इस विधि लागू कर रहा है, के लिएP मान लॉग 8 fluorinated यौगिकों (जैसे fluorinated कार्बोहाइड्रेट, अचक्रीय alkanols और पुनर्निर्मित प्रतिबंधित fluorohydrins) प्राप्त किए गए थे । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

तालिका 1: हमारे विधि21का उपयोग करके साहित्य डेटा और प्रायोगिक लॉगP मानों के बीच तुलना करें। लॉगp मान 14 fluorinated यौगिकों (ज्ञात लॉगp डेटा के साथ) के लिए इस नई विधि का उपयोग कर मापा गया था । प्रत्येक माप के लिए उपयोग किए गए संदर्भ यौगिकों भी सारणीबद्ध थे । तुलना (लॉगपी) के बीच साहित्य मूल्यों और हमारे विधि से लॉगपी परिणाम इस विधि की अच्छी सटीकता का प्रदर्शन किया । a2, 2, 2-Trifluoroethanol (TFE), 2-Fluoroethanol (FE); औसत से कम तीन प्रयोगों से लॉगपी मान; सी हमारे विधि (-०.७५) द्वारा प्रयोग मापा लॉगपी मूल्य संदर्भ के रूप में इस्तेमाल किया गया था । कृपया यहां क्लिक करें इस फ़ाइल को डाउनलोड करने के लिए ।

Discussion

समाचार पत्र में वर्णित प्रोटोकॉल fluorinated यौगिकों के लॉगपी माप के लिए एक सीधी विधि है । इस विधि fluorinated यौगिकों के साथ एक लॉगP मान से लागू है-3 करने के लिए 3. अधिक हाइड्रोफिलिक के लिए (लॉगपी <-3) या lipophilic यौगिकों (लॉगपी > 3), इस विधि अभी भी इस्तेमाल किया जा सकता है लेकिन यात्रियों की विस्तारित संख्या के रूप में बहुत लंबे समय एनएमआर प्रयोग की आवश्यकता होगी एक अच्छा संकेत करने वाली शोर अनुपात प्राप्त करने की जरूरत है । इसलिए, इस विधि की एक सीमा है । मात्रात्मक एकीकरण के लिए शर्तों (एनएमआर पैरामीटर सेटिंग्स और पर्याप्त SNR) से मुलाकात कर रहे हैं के रूप में लंबे समय एनएमआर स्पेक्ट्रोमीटर की आवृत्ति के लिए कोई आवश्यकता नहीं है । किसी भी शेक कुप्पी विधि के लिए के रूप में, यह परत नमूने के दौरान संतृप्ति और संदूषण से बचने के लिए महत्वपूर्ण है ।

पिछले शेक-कुप्पी विधि और उसके रूपांतरों के साथ तुलना में, मौजूदा तरीकों के संबंध में हमारे विधि में कई फायदे हैं । 1) घुला हुआ मास की माप, विभाजन सॉल्वैंट्स की मात्रा और एनएमआर नमूना के लिए aliquots आवश्यक नहीं हैं । 2) माप के लिए यौगिक अपवित्र किया जा सकता है कि अशुद्धियों के फ्लोरीन रासायनिक बदलाव मापा यौगिक की है कि से अलग हैं । 3) क्योंकि आंतरिक क्षतिपूर्ति प्रभाव के अनुपात के साथ काम करते समय, व्यवस्थित त्रुटियों को समाप्त कर रहे हैं । 4) इस विधि गैर यूवी सक्रिय fluorinated यौगिकों के लिए लागू है । 5) इस विधि के रूप में कोई विशेष एनएमआर सेटिंग्स की जरूरत है (जैसे विलायक दमन, एक छोटे से उत्तेजना कोण लागू करने, आदि) के रूप में खुले उपयोग एनएमआर सुविधाओं के साथ प्रयोग करने में आसान है ।

वर्तमान में, हम इस विधि का उपयोग कर रहे हैं fluorinated कार्बोहाइड्रेट, fluorohydrins और fluorinated के lipophilicities को मापने के लिए, fluorination पर lipophilicity के प्रभाव की जांच करने के लिए और fluorinated moieties के साथ की पहचान करने के लिए lipophilicity-न्यूनीकरण प्रभाव. अधिक lipophilic यौगिकों (लॉगपी > 3) और fluorinated अमीन के लिए लॉगपी माप के लिए विधि विकास हमारे समूह में चल रहा है ।

यह बताया जा सकता है कि 19एफ एनएमआर भी क्रिटिकल micelle एकाग्रता (सीएमसी) निर्धारण30के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है ।

Disclosures

लेखकों का खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।

Acknowledgments

इस अनुसंधान EPSRC अनुदान ep/K016938/1 और ep/P019943/1 (ZW, HRF) और एक EPSRC/AstraZeneca केस रूपांतरण पुरस्कार (BFJ) के भाग के रूप में वित्त पोषित है । विश्वविद्यालय साउथेंप्टन अतिरिक्त सहायता के लिए धंयवाद दिया है । EPSRC आगे एक कोर क्षमता अनुदान EP के लिए धंयवाद दिया है/K039466/

Materials

Name Company Catalog Number Comments
NMR (400 MHz) with Bruker 5 mm SEF probe Bruker n/a AVIIIHD400
NMR (400 MHz) with Bruker 5 mm SMART probe Bruker n/a
DrySyn Snowstorm reactor Asynt ADS13-S
recirculating chiller Asynt n/a model:Grant-LTC2
magnetic stirplate Asynt ADS-HP-NT
ACD/NMR processor software ACD/Labs n/a ACD/NMR processor academic edition or ACD/Spectrus processor 2015

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

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Lipophilicity के लिए एक नई सीधी विधि (log<em>P</em>) माप का उपयोग कर <sup>19</sup>F एनएमआर स्पेक्ट्रोस्कोपी
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Wang, Z., Jeffries, B. F., Felstead, H. R., Wells, N. J., Chiarparin, E., Linclau, B. A New Straightforward Method for Lipophilicity (logP) Measurement using 19F NMR Spectroscopy. J. Vis. Exp. (143), e58567, doi:10.3791/58567 (2019).More

Wang, Z., Jeffries, B. F., Felstead, H. R., Wells, N. J., Chiarparin, E., Linclau, B. A New Straightforward Method for Lipophilicity (logP) Measurement using 19F NMR Spectroscopy. J. Vis. Exp. (143), e58567, doi:10.3791/58567 (2019).

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