Lipophilicity के लिए एक नई सीधी विधि (logP) माप का उपयोग कर 19F एनएमआर स्पेक्ट्रोस्कोपी
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
Representative Results
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 यौगि?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
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
| 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 |
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