19F NMR 분광학을 사용 하 여 Lipophilicity (로그P) 측정을 위한 새로운 간단 방법

Summary

소설과 쉐이크 플라스 크 방법의 간단 변형 플 루 오 르 화합물의 정확한 lipophilicity 측정 ¹⁹F NMR 분광학에 의해 개발 되었습니다.

Abstract

Fluorination bioactive 화합물의 물리 화학적 특성을 최적화 하는 효과적인 도구가 되고있다. 불 소의 응용 중의 하나는 화합물의 lipophilicity 변조 하는 것입니다. 우리 그룹에서 우리 fluorination lipophilicity 지방 족 fluorohydrins와 불 탄수화물에의 영향의 연구에 관심이 있습니다. 이러한 자외선 활성, 도전적인 lipophilicity 결정에서 발생 하지 않습니다. 여기, 선물이 ¹⁹F NMR 분광학에 의해 lipophilicity 플 루 오 르 화합물의 측정을 위한 간단한 방법. 이 방법은 필요 없는 UV 활동 합니다. 정확한 용 질 질량, 용 매 및 aliquot 볼륨도 필요 하지 않습니다 측정. 이 방법을 사용 하 여, 불 alkanols 및 탄수화물의 많은 수의 lipophilicities를 측정 했습니다.

Introduction

Lipophilicity 약물 후보 약물 용 해도, 생체 이용률, 및 독성¹등 여러 측면에서의 특성을 좌우 하는 약물 분자의 키 물리 화학 매개 이다. Lipophilicity n octanol와 물 사이 분한 후 화합물 농도의 비율의 로그 (logP)으로 측정 됩니다. 구두 관리 약물, Lipinski의 “5 규칙’은 가장 유명한 예제^2,3의 통계 자료에 따라 최적의 lipophilicity 범위 제안 되었습니다. 실제로, lipophilicity 제어 약 후보자의 가능성을 개선 하기 위한 필수적인 것으로 나타났습니다. 높은 lipophilicity 마약 바인딩 선호도 증가 발견 되었습니다 약물 발견 프로젝트의 주요 문제 중 하나로 지난 몇 십년 동안 증가 감손 율³선도. 따라서, 그것은 성공적인 신약 개발은 선호도 최적화 과정^3,4중 최적의 경계 내에서 약물의 분자 lipophilicity 유지와 관련 된 제안 되었습니다. 그런 측면에서 (닥터지 효율성 지표) 등의 새로운 개념 도입된^5,6되었습니다.

그것은 이렇게 정확 하 게 측정할 lipophilicity 약물 개발 과정에서 매우 중요입니다. 게다가, lipophilicity 측정을 위한 간단한 방법의 가용성은 기초 연구로 수요에 대 한 솔루션을 식별 하는 것을 목표로 로그인P 변조. 현재, 수많은 설립된 방법 lipophilicity 결정¹액세스할 수 있습니다. 표준 ‘ 흔들-플라스 크 (SF)’ 방법⁷와 유사 정량화에 대 한 UV Vis 분광학에 따라 대부분의 경우에는 직접, logP 값을 일반적으로 채택 된다. 이 고전적인 SF 방법의 주요 불리는 그것의 노동 집약 본질. 또한, 유화 액의 형성 특히 높은 질 성 화합물^8,9에 대 한 발생할 수 있습니다. 여러 가지 방법은 같이 흐름 주입 분석, 투 석 튜브, 등을 사용 하 여 이러한 문제를 회피 위해 개발 되었다. ⁹,¹⁰. 그러나, 아무도 그 방법이 있습니다 간단 하거나 쉽게 적용 비 전문 실험실에서.

거기 또한 많은 간접적인 방법을 사용할 수 있습니다, potentiometric 적정¹¹, 전기 이동 방법^12,13, RP HPLC-기반 컬럼에 방법, 질량 분석 기반 방법¹⁴, 등. 이들은 간접적인 방법으로 로그P 값 보정 곡선에 의해 얻을 수 있습니다. 이러한 방법 중 RP HPLC 방법 널리 사용 되었습니다 때문에 사용 하기 쉽고 시간 절약. 그럼에도 불구 하 고, 그리고 그것의 정확도 보정 곡선을 설정 하는 데 사용 하는 학습 집합에 따라 예상된 lipophilicity 파티션 시스템 사용^13,15에 따라 달라 집니다.

¹H NMR 기반 방법 lipophilicity 결정에 대 한 문학에서 보고 된 수가 있다. 모 외 ¹H NMR deuterated 용 매를 사용 하 여 로그P 측정 방법을 개발. 물과 octanol 파티션 용 매로는 각 단계¹⁶에서 용 질 농도의 정량화에 대 한 참조로 서 사용 되었다. Herth와 동료 들도 보고는 파티션 실험 발생 분포를 1-octanol와 추출 전후의 하단 D₂O 수성 층의 NMR 데이터 수집 어디는 NMR 튜브에 직접 접근 방식을 계수¹⁷. 또한, Soulsby 그 외 여러분 진폭-주파수 테이블 소프트웨어에 완전 한 감소를 사용 하 여 신호의 진폭을 결정 하는 분석 도구로 ¹H NMR을 이용. 두 계층에 진폭의 비율 측정 된 분할 계수¹⁸이끌어 냈다. 이러한 방법은 상대적으로 간단 사용 하지만 종종 선택 펄스와 전력 레벨의 교정 또는의 사용 필요 그라데이션 펄스를 적절 한 용 매 억제 및 선택 신호를 형성 하는.

화합물에 대 한 계산 된 로그P (피덩어리) 값도 얻어질 수 있다. 여러 계산 방법 및 상용 소프트웨어를 사용할 수 있습니다. 이러한 덩어리P 값은 약물 분자의 많은 수를 평가할 때 제약 업계에서 일반적으로 사용 됩니다. 그러나, 큰 오류 덩어리P 값에서 드문^19,20않습니다.

UV-활동 농도 분석에 대 한 요구 사항 및 로그P 계산에 대 한 교정 곡선의 설립이이 분야에서 연구 진행을 방해. 특히, 이것은 UV 비활성 지방 족 화합물에 대 한 경우입니다. 불 지방 족 moieties 최근 몇 년 동안, 마약 디자인에 대 한 점점 더 매력적인 되 고 화합물의 전반적인 lipophilicity에 그들의 영향력은 우리의 그룹²¹연구 주제. 또한, ¹⁹F는 매우 민감한 NMR 활동적인 핵, 만들기 ¹⁹F NMR 플 루 오 르 화합물을 분석 하기 위한 유용한 도구입니다. 그것은 또한 ¹헤에 비해 더 큰 화학 변화 범위를가지고 따라서, ¹⁹F NMR 분광학에 의해 로그P UV 비활성 플 루 오 르 화합물의 결정에 대 한 간단한 방법을 개발 하는 것이 보람 있다. 따라서,이 방법의 전반적인 목표는 플 루 오 르 화합물의 편리한 lipophilicity 결정 달성 하기 위해입니다.

우리의 ¹⁹F NMR 기반 방법의 핵심 원리 파티션 실험 (그림 1)²¹에서 복합 불 참조를 추가 하는. 복합 X 및 복합 참조 (ref) 물과 n-octanol 사이 분할 됩니다. 평형, 후 각 단계에서 약 수를 NMR 튜브에 촬영 하 고 ¹⁹F NMR 실험 모두 NMR 샘플에서 실행 됩니다. 불 소 피크의 강도 화합물 농도 (C)와 불 소 원자 (n)는 화합물의 수에 비례 합니다. 복합 X와 ref, 사이 정수 비율 두 단계에 대 한 얻을 수 있습니다. N-octanol 레이어의 비율 ρ로 정의 됩니다_{10 월}, 그리고 ρ_aq 물 레이어 (식 1). Ρ 값의 비율 복합 X 및 ref (식 2)의 분할 계수 (P)의 비율을 같게 한다. 로그의 복합 XP 측정에 대 한 최종 식 (식 4)을이 끈다. 따라서,에서 로그 알 수 없는 복합 X만 통합 비율 (ρ ρ 및_{10 월 aq})의P 값을 결정 하기 위해 두 레이어 ¹⁹F NMR 측정 될 필요 합니다.

Protocol

1. 분 4,4,4-trifluorobutan-1-ol 추가 (X, ca. 복합 6.0 mg)와 2,2,2-trifluoroethanol (참조, 복합, ca. 3.0 mg) 10 mL 배 모양의 플라스 크에 noctanol에 분해 (HPLC 학년, ca. 2 mL), 물을 추가 하 고 (HPLC 학년, ca. 2 mL).참고:이 실험은 3 중에서 실행 됩니다. 물과 n-octanol에 복합 용 해도 확인 해야 합니다. 분할에 사용 되는 화합물의 금액을 피하기 위해 어떤 계층에 화합물의 oversaturation 신중 하 게 고려 되?…

Representative Results

제어 실험은 그림 221에 나와 두 데이터의 세트. 2,2,2-trifluoroethanol를 사용 하 여 참조 화합물으로 서, logP 값 가져온 2-fluoroethanol와 3,3,3,2,2-pentafluoropropanol-0.75와 +1.20, 각각 (그림 2A). 그 후, 2-fluoroethanol의 lipophilicity 참조 (그것의 이전 실험적으로 측정된 로그P 값 +1.20을 사용 하 여)로 다시 하지만 3,3,3,…

Discussion

종이에 설명 된 프로토콜 로그 플 루 오 르 화합물의P 측정을 위한 간단한 방법입니다. 이 방법은 3-3에서 로그P 값과 불 화합물에 적용 됩니다. 더 많은 친수성 (P 로그 <-3) 또는 질 성 화합물 (로그P > 3),이 방법을 사용할 수 있습니다 하지만 과도의 확장된 번호는 좋은 신호 대 잡음 비율을 얻기 위해 필요에 따라 더 이상 NMR 실험 시간이 필요 합니다. 따라서,이 방법의 제?…

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