Name: a new straightforward method for lipophilicity (logp) measurement using 19f nmr spectroscopy
Uploaded: 2019-01-30T13:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A New Straightforward Method for Lipophilicity logP Measurement using 19F NMR Spectroscopy at JoVE.com

Denne forskning er finansieret som en del af EPSRC tilskud EP/K016938/1 og EP/P019943/1 (ZW, HRF) og af en EPSRC/AstraZeneca-sagen konvertering award (BFJ). University of Southampton er takkede for yderligere support. EPSRC er yderligere takkede for en kerne kapacitet grant EP/K039466/1.

1. partitionering af
<ol><li>Tilføje 4,4,4-trifluorobutan-1-ol (sammensatte X, ca. 6,0 mg) og 2,2,2-trifluoroethanol (reference sammensatte, ca. 3,0 mg) til en 10 mL pæreformet målekolbe, opløses i n- oktanol (HPLC renhed, ca. 2 mL), og der tilsættes vand (HPLC renhed, ca. 2 mL). Bemærk: Dette eksperiment er kørt i tre eksemplarer. Sammensatte Opløselighed i vand og n- oktanol skal kontrolleres. Mængden af det sammensatte bruges til partition skal overvejes nøje at undgå oversaturation a...

<ol>
	<li>Arnott, J. A., Planey, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+influence+of+lipophilicity+in+drug+discovery+and+design.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+and+computational+approaches+to+estimate+solubility+and+permeability+in+drug+discovery+and+development+settings.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+influence+of+drug-like+concepts+on+decision-making+in+medicinal+chemistry.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+Analysis+of+the+Binding+Efficiencies+of+Drugs+and+Their+Leads+in+Successful+Drug+Discovery+Programs.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+Lipophilic+Efficiency+on+Compound+Quality.">Impact of Lipophilic Efficiency on Compound Quality.</a> Journal of Medicinal Chemistry. 55 (3), 1252-1260 (2012).</li><li>Tarcsay, &. #. 1. 9. 3. ;., Keser&#369;, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contributions+of+Molecular+Properties+to+Drug+Promiscuity.">Contributions of Molecular Properties to Drug Promiscuity.</a> Journal of Medicinal Chemistry. 56 (5), 1789-1795 (2013).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> OECD Guidelines for Testing of Chemicals. , (1992).</li><li>Tsang, S. C., Yu, C. H., Gao, X., Tam, K. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+nanomagnetic+absorbent+for+partition+coefficient+measurement.">Preparation of nanomagnetic absorbent for partition coefficient measurement.</a> International Journal of Pharmaceutics. 327 (1), 139-144 (2006).</li><li>Andersson, J. T., Schr&#228;der, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Method+for+Measuring+1-Octanol&#8722;Water+Partition+Coefficients.">A Method for Measuring 1-Octanol&#8722;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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanized+determination+of+n-octanol/water+partition+constants+using+liquid-liquid+segmented+flow+extraction.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automated+Potentiometric+Titrations+in+KCl/Water-Saturated+Octanol:+Method+for+Quantifying+Factors+Influencing+Ion-Pair+Partitioning.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Separation+methods+for+estimating+octanol-water+partition+coefficients.">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="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+Solute+Hydrophobicity+by+Microemulsion+Electrokinetic+Chromatography.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single+Droplet+Separations+and+Surface+Partition+Coefficient+Measurements+Using+Laser+Ablation+Mass+Spectrometry.">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="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+structure-retention+relationships.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+practical+deuterium-free+NMR+method+for+the+rapid+determination+of+1-octanol/water+partition+coefficients+of+pharmaceutical+agents.">A practical deuterium-free NMR method for the rapid determination of 1-octanol/water partition coefficients of pharmaceutical agents.</a> Bioorganic &amp; Medicinal Chemistry Letters. 20 (22), 6712-6715 (2010).</li><li>St&#233;en, E. J. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=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.">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 &amp; Medicinal Chemistry Letters. 27 (2), 319-322 (2017).</li><li>Soulsby, D., Chica, J. A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+partition+coefficients+using+1H+NMR+spectroscopy+and+time+domain+complete+reduction+to+amplitude-frequency+table+(CRAFT)+analysis.">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="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Accurate+In+Silico+log+Predictions:+One+Can't+Embrace+the+Unembraceable.">Accurate In Silico log Predictions: One Can't Embrace the Unembraceable.</a> QSAR &amp; Combinatorial Science. 28 (8), 845-849 (2009).</li><li>Waring, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lipophilicity+in+drug+discovery.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Investigating+the+Influence+of+(Deoxy)fluorination+on+the+Lipophilicity+of+Non-UV-Active+Fluorinated+Alkanols+and+Carbohydrates+by+a+New+log+P+Determination+Method.">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://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Modern NMR Techniques for Chemistry Research. , (1997).</li><li>Claridge, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> High-Resolution NMR Techniques in Organic Chemistry. , (1999).</li><li>Zhang, F. -. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+analysis+of+sitagliptin+using+the+19F-NMR+method:+a+universal+technique+for+fluorinated+compound+detection.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=When+is+a+trifluoromethyl+group+more+lipophilic+than+a+methyl+group?+partition+coefficients+and+selected+chemical+shifts+of+aliphatic+alcohols+and+trifluoroalcohols.">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://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Substituent constants for correlation analysis in chemistry and biology. , (1979).</li><li>Dillingham, E. O., Mast, R. W., Bass, G. E., Autian, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Toxicity+of+Methyl-+and+Halogen-Substituted+Alcohols+in+Tissue+Culture+Relative+to+Structure-Activity+Models+and+Acute+Toxicity+in+Mice.">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="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Partition+coefficients+and+their+uses.">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="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+New+Substituent+Constant,+&#960;,+Derived+from+Partition+Coefficients.">A New Substituent Constant, &#960;, 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="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Symmetry-Guided+Design+and+Fluorous+Synthesis+of+a+Stable+and+Rapidly+Excreted+Imaging+Tracer+for+19F+MRI.">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>

Den protokol, der er beskrevet i papiret er en enkel metode til logP måling af fluorerede forbindelser. Denne metode gælder for fluorholdige forbindelser med en logP -værdi fra -3 til 3. For mere hydrofile (logP < -3) eller lipofile forbindelser (logP > 3), denne metode kan stadig bruges, men vil kræve meget længere NMR eksperiment tid som udvidet antallet af transienter er nødvendig for at opnå en god signal / støj-forhold. Dette er derfor en begrænsning af metoden. Der er in...

Lipofile er en vigtigste fysisk-kemiske parameter drug molekyler, som påvirker egenskaber af drug kandidater i mange aspekter, herunder stof opløselighed, biotilgængelighed og toksicitet1. Lipofile måles som forholdet mellem sammensatte koncentrationer logaritme (logP) efter opdeling mellem n-oktanol og vand. Optimal lipofile værdiskalaer er blevet foreslået baseret på statistiske data af oralt administreret medicin, som Lipinski's "regel 5 '' er det mest berømte eksempel2,3. Faktisk har kontrollere lipofile vist sig for at være nødvendig for at forbedre udsigterne til lægemiddelkandidater. Øge stof bindende affinitet af forhøjede lipofile er blevet identificeret som et af de vigtigste problemer i drug discovery projekter i løbet af de sidste par årtier, fører til øget nedslidning priser3. Derfor, det er blevet foreslået, at vellykket stof udvikling er forbundet med at holde den molekylære lipofile af lægemiddelkandidater inden for optimal grænser under affinitet optimering proces3,4. I henseende har nye begreber (som lipofile effektivitet indeks) blevet indført5,6.
Det er derfor af stor betydning for præcist at måle lipofile under udviklingsprocessen stof. Desuden enkle metoder til måling af lipofile er efterspurgte som grundlæggende forskning har til formål at identificere løsninger for loggeP graduering. Mange etablerede metoder er i øjeblikket tilgængelig for lipofile bestemmelse1. 'Ryste-målekolbe (SF)' metode7og dens variationer er almindeligvis ansat til at måle logP værdier direkte, som i de fleste tilfælde afhænger af UV-Vis spektroskopi til kvantificering. Den største ulempe ved denne klassiske SF metode er dens arbejdskrævende karakter. Derudover kan dannelsen af emulsioner forekomme, især for stærkt lipofile forbindelser8,9. Flere metoder blev udviklet for at omgå sådanne spørgsmål, som ved hjælp af analysen af handelsstrømmen injektion, dialyse slanger mv. 9,10. Men ingen af disse metoder er ligetil og nemt finder ikke anvendelse i ikke-specialiserede laboratorier.
Der er også mange indirekte metoder til rådighed til brug, såsom potentiometrisk titrering11, elektroforese metoder12,13, RP-HPLC-baserede kromatografiske metoder, masse-massespektrometri-baseret metoder14, mv. Disse er indirekte metoder som logP -værdier er fremstillet af kalibreringskurver. Blandt disse metoder, har RP-HPLC-metoden været meget udbredt, fordi det er brugervenligt og tidsbesparende. Ikke desto mindre, dens nøjagtighed afhænger af den uddannelse, der bruges til at etablere kalibreringskurven, og den anslåede lipofile afhænger den partition system brugte13,15.
Der er en række 1H NMR-baseret metoder rapporteret i litteraturen for lipofile bestemmelse. Mo et al. udviklet en metode til logP måling ved hjælp af 1H NMR uden deutereret opløsningsmidler. Vand og oktanol, som partition opløsningsmidler, blev brugt som henvisninger til kvantificering af opløste koncentrationen i hver fase16. Herth og kollegaer også rapporteret om en fremgangsmåde, hvorved partition eksperiment fandt sted direkte i et NMR rør, hvor NMR-data af den nederste D2O vandige lag blev indsamlet før og efter ekstraktion med 1-octanol, at opnå distribution koefficient17. Derudover udnyttet Soulsby et al. 1H NMR som et analyseværktøj, bestemmelse af amplituden af signaler ved hjælp af fuldstændig reduktion til amplitude-frekvens tabel software. Forholdet mellem amplituder i begge lag førte til den målte partition koefficient18. Disse metoder er forholdsvis enkle at bruge, men kræver ofte kalibrering af selektiv pulser og magt niveauer eller brug af formet gradient impulser til at sikre passende opløsningsmiddel undertrykkelse og signalere selektivitet.
Beregnet logP (tilstoppeP) værdier for forbindelser kan også fås. Der er flere beregningsmetoder og kommercielt tilgængelige software. Sådanne tilstoppeP værdier er almindeligt anvendt i den farmaceutiske industri ved evaluering af stort antal drug molekyler. Store fejl fra tilstoppeP værdier er imidlertid ikke ualmindeligt19,20.
Kravene i UV-aktivitet for koncentration analyse og etablering af kalibreringskurverne for logP beregning hindrer forskning fremskridt på dette område. Dette er især tilfældet for ikke-UV-aktive alifatiske forbindelser. Fluorholdige alifatiske fraspaltning er blevet stadig mere attraktive for drug design i de seneste år, og deres indflydelse på samlede lipofile af stoffet er en forskningsemne i vores gruppe21. Derudover er 19F en yderst følsom NMR-aktiv kerne, gør 19F NMR et nyttigt værktøj til at analysere fluorholdige forbindelser. Det har også en større kemisk Skift vifte sammenlignet med 1H. Derfor er det umagen værd at udvikle en enkel metode til logP bestemmelse af ikke-UV-aktive fluorholdige forbindelser af 19F NMR spektroskopi. Det overordnede mål med denne metode er derfor, at opnå praktisk lipofile bestemmelse af fluorerede forbindelser.
Hovedprincippet i vores 19F NMR-baseret metode er at tilføje en fluorholdige reference sammensatte i partition eksperiment (figur 1)21. Sammensatte X og reference sammensatte (ref) er opdelt mellem vand og n- octanol. Efter equilibrating, en delprøve af hver fase tages et NMR rør og 19F NMR eksperimenter kører på både NMR prøver. Intensiteten af fluor toppene er proportional med sammensatte koncentration (C) og antallet af fluor atomer (n) af forbindelser. Mellem sammensatte X og ref, kan integreret nøgletal fås for begge faser. Forholdet i n- oktanol lag er defineret som RhoOLTog Rhoaq for vandet lag (eq. 1). Forholdet mellem Rho værdier er lig med forholdet mellem partition koefficienter (P) af sammensatte X og ref (eq. 2). Dette fører til den endelige ligning (eq. 4) til logP måling af sammensatte X. Derfor, for at bestemme logP -værdi af en ukendt sammensatte X, kun integration nøgletal (RhoOLT og Rhoaq) i begge lag er nødvendige for at blive målt på 19F NMR.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>NMR (400 MHz) with Bruker 5 mm SEF probe</td>
			<td>Bruker</td>
			<td>n/a</td>
			<td>AVIIIHD400</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NMR (400 MHz) with Bruker 5 mm SMART probe</td>
			<td>Bruker</td>
			<td>n/a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DrySyn Snowstorm reactor</td>
			<td>Asynt</td>
			<td>ADS13-S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>recirculating chiller</td>
			<td>Asynt</td>
			<td>n/a</td>
			<td>model:Grant-LTC2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>magnetic stirplate</td>
			<td>Asynt</td>
			<td>ADS-HP-NT</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ACD/NMR processor software</td>
			<td>ACD/Labs</td>
			<td>n/a</td>
			<td>ACD/NMR processor academic edition or ACD/Spectrus processor 2015</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a new straightforward method for lipophilicity (logp) measurement using 19f nmr spectroscopy

Fluorination er blevet et effektivt redskab til at optimere fysisk-kemiske egenskaber af bioaktive stoffer. En af anvendelserne af fluor introduktion er at modulere lipofile af stoffet. I vores gruppe er vi interesserede i undersøgelsen af virkningerne af fluorination på lipofile af alifatiske fluorohydrins og fluorholdige kulhydrater. Disse er ikke UV-aktive, hvilket resulterer i en udfordrende lipofile bestemmelse. Her præsenterer vi en enkel metode til måling af lipofile af fluorholdige forbindelser af 19F NMR spektroskopi. Denne metode kræver ingen UV-aktivitet. Nøjagtig opløste masse, opløsningsmidler og alikvote rumfang er også ikke skal måles. Brug denne metode, målte vi lipophilicities af et stort antal af fluorholdige alkanols og kulhydrater.

To sæt af data, som kontrol forsøg er vist i figur 221. Ved hjælp af 2,2,2-trifluoroethanol som reference sammensatte, logP værdier blev der indsamlet for 2-fluoroethanol og 3,3,3,2,2-pentafluoropropanol-0.75 og +1.20, henholdsvis (figur 2A). Efterfølgende var lipofile af 2-fluoroethanol bestemt igen men med 3,3,3,2,2-pentafluoropropanol som reference (ved hjælp af sin tidligere eksperimente...

Watch this Scientific Journal Video about A New Straightforward Method for Lipophilicity logP Measurement using 19F NMR Spectroscopy at JoVE.com

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

En roman og ligetil variation af shake-kolbe metoden blev udviklet for nøjagtig lipofile måling af fluorholdige forbindelser af 19F NMR spektroskopi.

En ny enkel metode for lipofile (logP) måling ved hjælp af 19F NMR spektroskopi

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

Vi har udviklet en enkel metode til lipophilicity måling af hektiske forbindelser ved hjælp af fluor NMR, som er acrid nok til at reproducere vi måle små forskelle i lipophilicity. Denne metode kan bruges til systematisk at undersøge virkningen af dannelsen af organiske forbindelser på de løste skiftende lipophilicity ændringer, som er af interesse i generelle medicinsk kemi. Fordelene ved denne metode omfatter, at forbindelser ikke behøver at være reaktive, og de behøver ikke at være helt ren.Der er ingen grund til at måle nøjagtige masse eller mængder, og der er ingen grund til at etablere kalibreringskurver. Der bør vælges en passende referenceforbindelse, og krydskontaminering af aliquot bør undgås i prøveudtagningsfasen. I denne video vil vi demonstrere passende praktiske færdigheder til prøveudtagning, NMR rør forsegling, og korrekt brug af NMR software til databehandling.Der tilsættes 6,0 mg forbindelse X og 3,0 mg referenceforbindelsen til en 10 milliliter pæreformet kolbe. Opløs forbindelserne i ca. to milliliter HPLC-grade n-Octanol, og tilsæt to milliliter HPLC-vand. Kolberene anbringes i en temperaturstyret beholder over en røreplade, og der tilsluttes en recirkulerende køler.Den bifasiske blanding omrøres ved 25 grader Celsius i to timer med omrøringshastighed sat til 600 omdr./min. Ligevægt blandingen ved 25 grader Celsius natten over for at give mulighed for fuldstændig fase adskillelse. Kolben fastgøres til et retortstand med en klemme.Tag en prøve på ca 0,70 til 0,85 milliliter fra både vand og n-Octanol lag ved hjælp af en milliliter engangsplast sprøjter med lange nåle. For at tage vandet aliquot, trække ca 0,02 milliliter luft ind i sprøjten, før du sætter nålen i blandingen. Mens du flytter nålen gennem det øvre n-Octanol lag ind i vandlaget, forsigtigt skubbe ud luften for at forhindre n-Octanol opløsning i at komme ind i nålen.Fjern den lange nål fra blandingen. Der kassér en lille mængde vandprøve, så der efterlades ca. 0,6 milliliter prøve tilbage i sprøjten. Tør forsigtigt nålen af med tørt væv, og injicer ca. 0,5 milliliter af vandprøven i et rent NMR-rør.Luk hurtigt NMR-røret med en hætte. For n-Octanol prøven, fjerne den lange nål fra n-Octanol lag. En lille mængde n-Octanol-prøve kasseres, så der efterlades ca. 0,6 milliliter prøve tilbage i sprøjten.Efter omhyggeligt aftørring af nålen med tørt væv, injiceres ca. 0,5 milliliter n-Octanol prøven i et rent NMR-rør. Luk hurtigt NMR-røret med en hætte. Efterse både n-Octanol- og vandprøver for eventuel forurening fra den anden fase.Til hvert NMR-rør tilsættes 0,1 milliliter et deuteret NMR-opløsningsmiddel, der kan miscible med både n-Octanol og vand, for at aktivere signallås under NMR-anskaffelse. For forbindelser med lave kogepunkter forsegles NMR-rørene ved hjælp af en blæselampe, og efter afkøling inverteres røret for at kontrollere, om der er utætheder. Undgå omhyggeligt de forseglede eller ikke-forseglede NMR-rør 20 gange for at opnå en homogen opløsning til F19 NMR-forsøg.Kør protonafkoblet fluor NMR eksperimenter for at identificere kemiske forskydninger af sammensatte X og referenceforbindelsen i både n-Octanol og vand NMR prøver. Brug standard nmr-parameterindstillinger som angivet i tekstprotokollen. Mål spin-gitter afslapning tid, eller T1, for diagnostisk fluor kerner ved hjælp af en inversion opsving sekvens.Måler niveauet for passende pulsforsinkelsestid fra de opnåede T1-værdier for nøjagtig kvantitativ NMR-integration. Kør et hurtigt F19 H1-spektrum for at konfigurere de oprindelige parametre. Mål pulsbredden på 90 grader, angiv derefter parameteren for T1-måleeksperimentet, og kør T1-måleeksperimentet ved hjælp af en inversion-genoprettelsessekvens.Kør proton afkoblet fluor NMR eksperimenter igen med justerede parameterindstillinger. Indstil D1 og centrer frekvensforskydningspunktet mellem de to diagnostiske fluorsignaler, så begge kerner kan være lige ophidsede. Angiv også den spektrale bredde til 300 PPM, og angiv antallet af transienter til 64.Juster disse værdier, hvis der kræves et højere signal-støj-forhold. Beting de indhentede data ved hjælp af ACD NMR Processor Academic Edition eller anden brugerdefineret NMR-behandlingssoftware. Åbn NMR-datafilen.Åbn derefter mappen pdata efterfulgt af mappen 1. Slet 1r-filen. Gå tilbage til NMR-datafilen, og træk FID-filen til VINDUET ACD NMR-processor.Klik på vinduesfunktionsknappen, vælg eksponentiel, angiv linjevideringsværdi som to, og klik på knappen okay. Nu skal du klikke på nul påfyldning knappen, øge antallet af point til fire gange af dens oprindelige punkter tæller ved at klikke på en lille knap ved siden af tallet, og klik på okay knappen. Vælg fourier transformeringsknappen.Klik derefter på faseknappen, og klik derefter på musefaseknappen. Klik og hold venstre museknap, og fortsæt med at flytte musen frem eller tilbage, indtil den største top af spektret er korrekt faset. Nu skal du klikke og holde højre museknap og flytte musen frem eller tilbage, indtil de andre toppe af spektret er korrekt faset.Derefter skal du fjerne klik på musefaseknappen og zoome ind på det spektrale område med fluortoppene. Klik på finjustering, udfør fasekorrektionen, hvis det er nødvendigt som beskrevet tidligere, og klik derefter på knappen Kryds. Klik på knappen Oprindelig plan, og derefter på indstillingsknappen.Vælg spektrum gennemsnit for automatiske modeller, justere antallet af punkter for boksen halv bredde, hvis det er nødvendigt. Klik på okay, automatisk, og klik derefter på knappen Afkryds. Klik derefter på integration, integrer de diagnostiske fluortoppe, og klik på krydsknappen.Endelig skal du opnå integrationsforholdet fra n-Octanol og vand NMR prøver og bruge dem i logP beregning ligning for at opnå logP værdien af Compound X.Using 2, 2, 2-Trifluoroethanol som referenceforbindelse, en logP-værdi på 0,75 blev opnået for to fluoroethanol, og der blev fundet en logP-værdi på positiv 1,20 for 3, 3, 3, 2, 2-pentafluoropropanol. Efterfølgende lipophilicity af to fluoroethanol blev bestemt igen, men med 3, 3, 3, 2, 2-pentafluoropropanol som reference. Den målte logP-værdi var 0,76, som kun havde en forskel på 0,01 logP-enheder sammenlignet med den målte værdi ved hjælp af 2-2-2-trifluoroethanol som reference.Ligeledes, for cis-2, 3-difluro-1, 4-butan-diol, forskellen i målte logP værdier ved hjælp af to fluoroethanol og dens trans-isomer er meget lille. Dette viser god reproducerbarhed, og at valget af referenceforbindelse ikke har indflydelse på logpmålingen. Yderligere udvalgte eksempler vises her.Alle disse ikke-UV-aktive allofatiske forbindelser, fra fluorholdige kulhydrater, til fluorohydriner, kan let måles med denne metode. Andre proto NMR-baserede metoder kan anvendes, hvis din forbindelse ikke indeholder fluor, og hvis forbindelsen indeholder UV Chromofor, kan logP-målingen udføres ved hjælp af UV-kvantificering. Lipophilicity af en bred vifte af ikke-UV-aktive fluorhydriner og deoxifluonerede kulhydrater blev målt.Det opnåede databibliotek blev brugt til at fastlægge tendenser og regler for virkningen af alifatisk fluoritet på lipophilicity. Octanol og vand udgør en minimal sikkerhedsrisiko. Selvfølgelig bør de farer, der måles, og referenceforbindelsen altid tages i betragtning.

Research

JoVE Journal

Chemistry

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

Structure and Coordination Determination of Peptide-metal Complexes Using 1D and 2D 1H NMR

Structure and Coordination Determination of Peptide-metal Complexes Using 1D and 2D 1H NMR

Copper (I) binding by metallochaperone transport proteins prevents copper oxidation and release of the toxic ions that may participate in harmful redox ...

Dependence of Laser-induced Breakdown Spectroscopy Results on Pulse Energies and Timing Parameters Using Soil Simulants

Afhængighed af Laser-induceret Fordeling spektroskopi Resultater på Pulse Energies og timing parametre ved hjælp Jord Simulanterne

The  dependence of some LIBS detection capabilities on lower pulse energies (&lt;100  mJ) and timing parameters were examined using synthetic silicate ...

Facile Synthesis of Worm-like Micelles by Visible Light Mediated Dispersion Polymerization Using Photoredox Catalyst

Facile Syntese af ormelignende Miceller af synligt lys Mediated Dispersion polymerisering Brug Photoredox Catalyst

Presented herein is a protocol for the facile synthesis of worm-like micelles by visible light mediated dispersion polymerization. This approach begins ...

Spin Saturation Transfer Difference NMR (SSTD NMR): A New Tool to Obtain Kinetic Parameters of Chemical Exchange Processes

Spin Saturation Transfer Difference NMR SSTD NMR: A New Tool to Obtain Kinetic Parameters of Chemical Exchange Processes

Spin Saturation Transfer Difference NMR (SSTD NMR): Et nyt værktøj hentes Kinetic Parametre for kemisk udveksling Processer

This detailed protocol describes the new Spin Saturation Transfer Difference Nuclear Magnetic Resonance protocol (SSTD NMR), recently developed in our ...

A Straightforward Method for Glucosinolate Extraction and Analysis with High-pressure Liquid Chromatography (HPLC)

A Straightforward Method for Glucosinolate Extraction and Analysis with High-pressure Liquid Chromatography HPLC

En enkel metode til glucosinolater Ekstraktion og analyse med Højtryks-væskekromatografi (HPLC)

Glucosinolates are a well-studied and highly diverse class of natural plant compounds. They play important roles in plant resistance, rapeseed oil ...

NMR Spectroscopy as a Robust Tool for the Rapid Evaluation of the Lipid Profile of Fish Oil Supplements

NMR spektroskopi som et robust værktøj til Rapid Evaluering af Lipid Profil af fiskeolie kosttilskud

The western diet is poor in n-3 fatty acids, therefore the consumption of fish oil supplements is recommended to increase the intake of these essential ...

Fabrication and Testing of Photonic Thermometers

Fabrikation og afprøvning af fotoniske termometre

In recent years, a push for developing novel silicon photonic devices for telecommunications has generated a vast knowledge base that is now being ...

Application and Methodology of the Non-destructive 19F Time-domain NMR Technique to Measure the Content in Fluorine-containing Drug Products

Application and Methodology of the Non-destructive 19F Time-domain NMR Technique to Measure the Content in Fluorine-containing Drug Products

Ansøgning og metodologi for ikke-destruktiv 19F-domæne NMR teknik til at måle indholdet i fluor-holdige lægemidler

Here, we describe a protocol developed by our group that uses low-field fluorine-19 (19F) time-domain (TD) nuclear magnetic resonance (NMR) to measure the ...

Simultaneous Measurement of HDAC1 and HDAC6 Activity in HeLa Cells Using UHPLC-MS

Samtidig måling af HDAC1 og HDAC6 aktivitet i HeLa celler ved hjælp af UHPLC-MS

The search for new histone deacetylase (HDAC) inhibitors is of increasing interest in drug discovery. Isoform selectivity has been in the spotlight since ...

Electrochemical Impedance Spectroscopy as a Tool for Electrochemical Rate Constant Estimation

Elektrokemiske impedans spektroskopi som et redskab for elektrokemisk sats konstant estimering

Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) was used for advanced characterization of organic electroactive compounds along with cyclic voltammetry (CV). ...