Un nuovo metodo semplice per la misurazione di lipofilia (logP) utilizzando 19F NMR spettroscopia
Summary
Un romanzo e una semplice variazione del metodo del dibattimento in pallone è stato sviluppato per la misura accurata lipofilia di composti fluorurati dalla spettroscopia NMR F 19.
Abstract
Fluorurazione è diventato uno strumento efficace per ottimizzare le proprietà fisico-chimiche di composti bioattivi. Una delle applicazioni di introduzione di fluoro è di modulare la lipofilia del composto. Nel nostro gruppo, siamo interessati allo studio dell’impatto di fluorurazione su lipofilia di fluorohydrins alifatici e carboidrati fluorurati. Questi non sono UV-attivo, conseguente a una determinazione di lipofilia impegnativo. Qui, presentiamo un metodo semplice per la misura della lipofilia di composti fluorurati mediante spettroscopia NMR F 19. Questo metodo non richiede alcuna attività di UV. Massa accurata soluta, solvente e aliquota del volume non sono anche necessari da misurare. Usando questo metodo, abbiamo misurato la lipophilicities di un gran numero di alkanols fluorurati e carboidrati.
Introduction
Liposolubilità è un parametro chiave fisico-chimico delle molecole di farmaco che influenza le proprietà di candidati farmaci in molti aspetti, compresa la droga solubilità, biodisponibilità e tossicità1. Liposolubilità è misurata come il logaritmo (logP) del rapporto delle concentrazioni di composti dopo il partizionamento tra n-ottanolo e acqua. Gamme di lipofilia ottimale sono state proposte sulla base dei dati statistici di farmaci somministrati per via orale, di cui la “regola dei 5 ‘ di Lipinski è il più famoso esempio2,3. Infatti, controllando la lipofilia è indicato per essere essenziale per migliorare la prospettiva di candidati farmaci. Aumentando l’affinità di legame del farmaco di elevata lipofilia è stato identificato come uno dei principali problemi in progetti di drug discovery durante le decadi ultime, a maggiore attrito tariffe3. Di conseguenza, è stato suggerito che lo sviluppo di farmaci di successo è associato con mantenendo la lipofilia molecolare di farmaci candidati entro limiti ottimali durante l’affinità ottimizzazione processo3,4. A tale proposito, nuovi concetti (come indici di efficienza lipofilico) sono stati introdotti5,6.
È quindi di grande importanza per misurare con precisione la lipofilia durante il processo di sviluppo della droga. Inoltre, la disponibilità di metodi semplici per la misura di lipofilia è richiesto come fondamentale ricerca mira a individuare soluzioni per accedeP modulazione. Attualmente, numerosi metodi stabiliti sono accessibili per lipofilia determinazione1. Il metodo standard ‘dibattimento in pallone (SF)’7e le sue variazioni sono comunemente impiegati per misurare valori di logP direttamente, che nella maggior parte dei casi dipendono dalla spettroscopia UV-Vis per la quantificazione. Il principale svantaggio di questo metodo classico di SF è la sua natura di alta intensità di lavoro. Inoltre, può verificarsi la formazione di emulsioni, soprattutto per composti altamente lipofilico8,9. Sono stati sviluppati diversi metodi per aggirare tali problemi, come ad esempio mediante analisi dell’iniezione di flusso, tubi di dialisi, ecc. 9,10. Tuttavia, nessuno di questi metodi sono semplici o facilmente applicabile nei laboratori non specializzati.
Ci sono anche molti metodi indiretti disponibile per l’uso, ad esempio di titolazione potenziometrica11, i metodi elettroforetici12,13, basati su RP-HPLC Metodi cromatografici, metodi basati sulla spettrometria di massa14, ecc. Questi sono metodi indiretti, come i valori di logP sono ottenuti mediante curve di calibrazione. Tra questi metodi, il metodo di RP-HPLC è stato ampiamente usato perché è facile da usare e risparmiare tempo. Tuttavia, l’esattezza dipende dal set di training utilizzati per stabilire la curva di taratura e la lipofilia stimato dipende la partizione sistema utilizzato13,15.
Ci sono una serie di 1H NMR-base metodi riportati in letteratura per la determinazione di lipofilia. Mo et al ha sviluppato un metodo per la misura di logP utilizzando 1H NMR senza solventi deuterati. Acqua e ottanolo, come solventi di partizione, sono stati utilizzati come riferimenti per la quantificazione della concentrazione del soluto in ogni fase16. Herth e colleghi hanno riferito un approccio, mediante il quale l’esperimento di partizione si è presentato direttamente in un tubo NMR, dove i dati NMR dello strato acquoso inferiore D2O sono stati raccolti prima e dopo l’estrazione con 1-ottanolo, per ottenere la distribuzione coefficiente17. Inoltre, Soulsdi et al. sfruttata 1H NMR come strumento di analisi, determinare l’ampiezza dei segnali tramite riduzione completa al software tabella ampiezza-frequenza. Il rapporto tra le ampiezze in entrambi gli strati hanno portati al coefficiente di partizione misurati18. Questi metodi sono relativamente semplici da utilizzare, ma spesso richiedono la calibrazione di impulsi selettivi e livelli di potenza o l’uso di a forma di impulsi di gradienti per garantire adeguata soppressione solvente e selettività del segnale.
Si ottengono anche i valori diP (clogP) registro calcolato per composti. Diversi metodi di calcolo e software disponibili in commercio sono disponibili. Tali valori di intasareP sono comunemente usati nell’industria farmaceutica durante la valutazione di un numero elevato di molecole del farmaco. Tuttavia, grandi errori da intasareP valori non sono raro19,20.
I requisiti di UV-attività per l’analisi di concentrazione e la creazione di curve di calibrazione per il calcolo di logP ostacolare il progresso di ricerca in questo campo. In particolare, questo è il caso per non-UV-active composti alifatici. Moiety alifatici fluorurati sono diventati sempre più attraente per il design di droga negli ultimi anni, e loro influenza sulla complessiva lipofilia del composto è un argomento di ricerca nel nostro gruppo21. Inoltre, 19F è un nucleo di NMR-attivo altamente sensibile, rendendo 19F NMR uno strumento utile per l’analisi di composti fluorurati. Ha anche una gamma di spostamento chimico più grande rispetto a quella di 1H. Pertanto, vale la pena di sviluppare un metodo semplice per logP determinazione di composti fluorurati non UV-attivo dalla spettroscopia NMR F 19. Quindi, l’obiettivo generale di questo metodo è raggiungere determinazione conveniente lipofilia di composti fluorurati.
Il principio chiave delle nostre 19F NMR-based metodo consiste nell’aggiungere un riferimento di fluorurati composto nell’ esperimento (Figura 1) partizione21. X composti e composti di riferimento (ref) sono divisi tra acqua e n– ottanolo. Dopo equilibrare, un’aliquota da ogni fase viene presa in un tubo di NMR e 19F NMR esperimenti vengono eseguiti su entrambi i campioni NMR. L’intensità dei picchi del fluoro è proporzionale alla concentrazione (C) e il numero di atomi di fluoro (n) dei composti composti. Tra X composto e ref, integrali rapporti possono essere ottenuti per entrambe le fasi. Il rapporto in n– ottanolo strato è definito come ρocte ρaq per livello acqua (EQ. 1). Il rapporto dei valori ρ è uguale il rapporto dei coefficienti di ripartizione (P) del composto X e ref (EQ. 2). Questo porta all’equazione finale (EQ. 4) per logP misura di composto X. Pertanto, al fine di determinare il valore diP di una sconosciuta X composta, solo i rapporti di integrazione (ρoct e ρaq) di log in entrambi gli strati sono necessari per essere misurata da 19F NMR.
Protocol
Representative Results
Discussion
Il protocollo descritto nel libro è un metodo semplice per logP misura di composti fluorurati. Questo metodo è applicabile ai composti fluorurati con un valoreP log da -3 a 3. Per saperne di più idrofila (logP < -3) o lipofile (logP > 3), questo metodo può essere ancora utilizzato, ma richiederà molto più tempo di esperimento NMR come esteso numero di transitori è necessari per ottenere un buon rapporto segnale-rumore. Quindi, si tratta di una limitazione del metodo. Non c’è ne…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Questa ricerca è finanziata come parte della EPSRC concede EP/K016938/1 ed EP/P019943/1 (ZW, HRF) e di un premio di conversione caso EPSRC/AstraZeneca (BFJ). L’Università di Southampton è ringraziato per ulteriore supporto. Il EPSRC ulteriormente è ringraziato per una sovvenzione di capacità core EP/K039466/1.
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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