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 forskningen er finansiert som en del av EPSRC tilskudd EP/K016938/1 og EP/P019943/1 (ZW, HRF) og en EPSRC/AstraZeneca tilfelle konvertering pris (BFJ). Universitetet i Southampton er takket for ytterligere støtte. EPSRC er videre takket for en kjerne funksjonalitet gi EP/K039466/1.

1. partisjonering
<ol><li>Legge til 4,4,4-trifluorobutan-1-ol (sammensatte X, ca 6.0 mg) og 2,2,2-trifluoroethanol (referanse sammensatte, ca. 3,0 mg) til en 10 mL pæreformet kolbe, løses i n- octanol (HPLC klasse, ca. 2 mL), og tilsett vann (HPLC klasse, ca. 2 mL). Merk: Dette eksperimentet kjøres i tre eksemplarer. Sammensatte oppløselighet i vann og n- octanol må sjekkes. Mengden av sammensatt brukes for partisjonen må vurderes nøye unngå oversaturation av sammensatt i et lag. Masse forh...

<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>

Protokollen beskrevet i den er en enkel metode for LoggP måling av fluorholdige forbindelser. Denne metoden gjelder fluorholdige forbindelser med en loggP verdien fra 3 til 3. For mer hydrofile (loggeP < -3) eller lipofile stoffer (loggeP > 3), denne metoden kan fortsatt brukes, men vil kreve mye lengre NMR eksperiment tid som utvidet antall transienter er nødvendig for å oppnå et godt signal-til-støy-forhold. Derfor, dette er en begrensning av metoden. Det er ingen krav for hyppi...

Lipofile stoffer er en nøkkel mekanisk-parameter av stoffet molekyler som påvirker egenskapene av narkotika kandidater i mange aspekter, herunder narkotika løselighet, biotilgjengelighet og toksisitet1. Lipofile stoffer måles som logaritmen (LoggP) av forholdet mellom sammensatte konsentrasjoner etter partisjonering mellom n-octanol og vann. Optimal lipofile stoffer områder foreslått basert på statistiske data av muntlig-administrert narkotika, som Lipinski's "regelen 5 '' er den mest kjente eksempel2,3. Kontrollere lipofile stoffer har faktisk vist seg for å være avgjørende for å bedre utsiktene av narkotika kandidater. Øke narkotika forpliktende tilhørighet med forhøyet lipofile stoffer har blitt identifisert som en av de viktigste problemene i stoffet funnet prosjekter i løpet av de siste tiårene, fører til økt slitasje priser3. Derfor har det blitt antydet at vellykket narkotika utvikling er forbundet med å holde den molekylære lipofile stoffer av narkotika kandidater i optimal grensene i affinitet optimalisering prosessen3,4. I den forbindelse er nye konsepter (for eksempel lipofile effektivitet indekser) introdusert5,6.
Dermed er det av stor betydning å måle lipofile stoffer under utviklingsprosessen narkotika. Dessuten tilgjengeligheten av enkle metoder for lipofile stoffer måling er som grunnforskning mål å identifisere løsninger for loggeP modulering. Foreløpig er mange etablerte metoder tilgjengelig for lipofile stoffer besluttsomhet1. Standard "shake-kolbe (SF)' metode7og dens varianter er vanligvis brukes til å måle loggeP verdiene direkte, som i de fleste tilfeller avhenger av UV-Vis spektroskopi for kvantifisering. Det hovedavdeling ulempen av denne klassiske SF-metoden er arbeidskrevende natur. I tillegg er dannelsen av emulsjoner kan oppstå, spesielt for svært lipofile stoffer8,9. Flere metoder ble utviklet for å omgå slike problemer, som ved hjelp av flyt injeksjon analyse, dialyse rør, etc. 9,10. Men er ingen av disse metodene enkel eller lett anvendelig i ikke-spesialiserte laboratorier.
Det finnes også mange indirekte metoder tilgjengelig for bruk, som potentiometric titrering11, electrophoretic metoder12,13, RP-HPLC-baserte brukt kromatografiske metoder, masse-massespektrometri-baserte metoder14, etc. Disse er indirekte metoder, som loggeP verdiene hentes ved kalibrering kurver. Blant disse metodene, er RP-HPLC metoden mye brukt fordi det er brukervennlig og tidsbesparende. Likevel nøyaktigheten er avhengig av treningen sett brukes til å opprette kalibreringskurven, og den estimerte lipofile stoffer avhenger partisjon brukes13,15.
Det finnes en rekke 1H-NMR-baserte metoder rapportert i litteraturen for lipofile stoffer besluttsomhet. Mo et al. utviklet en metode for å loggeP måling ved hjelp av 1H-NMR uten deuterated løsemidler. Vann og octanol, partisjon løsemidler, ble brukt som referanser for kvantifisering av stoff konsentrasjon i hver fase16. Herth og kolleger også rapportert tilnærming, som partisjonen eksperimentet oppstod direkte i en NMR rør, hvor NMR data D2O vandig botnlaget ble samlet inn før og etter utvinning med 1-octanol, å få distribusjon koeffisient17. I tillegg utnyttet Soulsby et al. 1H-NMR som analyseverkøyet, bestemme amplituden til signaler ved hjelp av komplett reduksjon amplituden frekvens programvare. Forholdet mellom amplituder i begge lag førte til målt partisjon koeffisienten18. Disse metodene er relativt enkle å bruke, men ofte krever kalibrering av selektiv pulser og strøm-nivåer eller bruk av formet gradient pulser å sikre riktig løsemiddel undertrykkelse og signalisere selektivitet.
Beregnet loggeP (tetteP) verdier for forbindelser kan også skaffes. Flere beregningsmetoder og kommersielt tilgjengelig programvare er tilgjengelig. Slike tetteP -verdier er brukt i farmasøytisk industri når du vurderer store mengder av stoffet molekyler. Stor feil fra tetteP verdiene er imidlertid ikke uvanlig19,20.
Kravene til UV-aktivitet for konsentrasjon analyse og etablering av kalibrering kurver for loggeP beregning hindre forskning fremgang i dette feltet. Dette er spesielt tilfelle for ikke-UV-aktive alifatisk forbindelser. Fluorholdige alifatisk moieties har blitt stadig mer attraktivt for narkotika design de siste årene, og deres innflytelse på samlede lipofile stoffer av sammensatt er et emne for forskning i vår gruppe21. I tillegg er 19F en høylig følsom NMR aktive kjernen, gjør 19F NMR et nyttig verktøy for å analysere fluorholdige forbindelser. Det har også en større kjemiske Skift område sammenlignet med 1H. Derfor er det verdt å utvikle en enkel metode for LoggP fastsettelse av ikke-UV-aktive fluorholdige forbindelser ved 19F NMR spektroskopi. Derfor er det overordnede målet med denne metoden å oppnå praktisk lipofile stoffer fastsettelse av fluorholdige forbindelser.
Nøkkelen prinsipet av våre 19F NMR-basert metode er å legge en fluorholdige referanse compound i partisjonen eksperimentet (figur 1)21. Sammensatte X og referanse sammensatte (ref) er delt mellom vann og n- octanol. Etter equilibrating, en aliquot fra hver fase tas i en NMR rør og 19F NMR eksperimenter utføres på begge NMR prøver. Intensiteten av fluor toppene er proporsjonal med sammensatte konsentrasjon (C) og antall fluor atomer (n) av forbindelser. Mellom sammensatte X og ref, kan integrert prosenter oppnås for begge fasene. Forholdet i n- octanol lag er definert som ρoktoberog ρaq for vann laget (eq. 1). Forholdet mellom ρ verdier tilsvarer andelen partisjon koeffisientene (P) til sammensatte X og ref (eq. 2). Dette fører til siste ligningen (eq. 4) for LoggP måling av sammensatte X. Derfor, for å fastslå loggenP verdien av en ukjent sammensatte X, integrasjon prosenter (ρoktober og ρaq) bare i begge lag for å måles ved 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 har blitt et effektivt verktøy for å optimalisere mekanisk-egenskaper av bioaktive forbindelser. Et av programmene fluor introduksjon er å modulere lipofile stoffer av sammensatt. I vår gruppe er vi interessert i studiet av virkningen av fluorination på lipofile stoffer av alifatisk fluorohydrins og fluorholdige karbohydrater. Disse er ikke UV-aktiv, noe som resulterer i en utfordrende lipofile stoffer beslutning. Her presenterer vi en enkel metode for måling av lipofile stoffer av fluorholdige forbindelser av 19F NMR spektroskopi. Denne metoden krever ingen UV-aktivitet. Nøyaktig stoff masse, løsemidler og aliquot er heller ikke nødvendig å bli målt. På denne måten, målt vi lipophilicities et stort antall av fluorholdige alkanols og karbohydrater.

To sett med data som kontrollen eksperimenter er vist i figur 221. Bruker 2,2,2-trifluoroethanol som referanse compound, loggeP verdier ble innhentet for 2-fluoroethanol og 3,3,3,2,2-pentafluoropropanol-0.75 og +1.20, henholdsvis (figur 2A). Lipofile stoffer av 2-fluoroethanol ble senere fastslått igjen, men med 3,3,3,2,2-pentafluoropropanol som referanse (med forrige eksperimentelt målt loggen<...

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 ny og enkel variant av riste-kolbe metoden ble utviklet for nøyaktig lipofile stoffer måling av fluorholdige forbindelser av 19F NMR spektroskopi.

En ny grei metode for lipofile stoffer (LoggP) måling med 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 utviklet en enkel metode for lipophilicity måling av frenetiske forbindelser ved hjelp av fluor NMR som er akrid nok til å reprodusere vi måler små forskjeller i lipophilicity. Denne metoden kan brukes til systematisk å studere virkningen av dannelse av organiske forbindelser på de løst endrede lipofilicityendringene, som er av interesse for generell medisinsk kjemi. Fordelene med denne metoden inkluderer at forbindelser ikke trenger å være reaktive, og de trenger ikke å være helt rene.Det er ikke nødvendig å måle nøyaktig masse eller volumer, og det er ikke nødvendig å etablere kalibreringskurver. En passende referanseforbindelse bør velges, og krysskontaminering av aliquot bør unngås i prøvetakingsfasen. I denne videoen vil vi demonstrere passende praktiske ferdigheter for prøvetaking, NMR rørforsegling og riktig bruk av NMR-programvare for databehandling.Tilsett 6.0 milligram compound X og 3.0 milligram referanse sammensatte til en 10 milliliter pære-formet kolbe. Oppløs forbindelsene i omtrent to milliliter hplc-klasse n-oktanol, og tilsett to milliliter HPLC-graders vann. Plasser kolben inne i en temperaturkontrollert beholder over en røreplate, og koble til en resirkulerende kjøler.Rør den bifasiske blandingen ved 25 grader Celsius i to timer, med omrøringshastighet satt til 600 RPM. Likevekt blandingen ved 25 grader Celsius over natten for å tillate fullstendig faseseparasjon. Fest kolben til et retortstativ med en klemme.Ta en aliquot på ca 0,70 til 0,85 milliliter fra både vann og n-oktanol lag ved hjelp av en milliliter engangs plast sprøyter med lange nåler. For å ta vannet aliquot, trekke ca 0,02 milliliter luft inn i sprøyten før du setter nålen inn i blandingen. Mens du beveger nålen gjennom det øvre n-oktanollaget inn i vannlaget, skyv forsiktig ut luften for å hindre at n-Oktanol-oppløsningen kommer inn i nålen.Fjern den lange nålen fra blandingen. Kast en liten mengde vannprøve, slik at ca. 0,6 milliliter prøve igjen i sprøyten. Tørk nålen forsiktig med tørt vev, og injiser ca. 0,5 milliliter vannprøven i et rent NMR-rør.Lukk NMR-røret raskt med en hette. For n-Oktanol prøven, fjern den lange nålen fra n-Oktanol laget. Kast en liten mengde n-oktanolprøve, slik at ca. 0,6 milliliter prøve igjen i sprøyten.Etter nøye tørking av nålen med tørt vev, injiser ca. 0,5 milliliter av n-oktanolprøven i et rent NMR-rør. Lukk NMR-røret raskt med en hette. Inspiser både n-oktanol- og vannprøver visuelt for kontaminering fra den andre fasen.Til hvert NMR-rør legger du til 0,1 milliliter av et deuterert NMR-løsningsmiddel som er mulig med både n-oktanol og vann, for å aktivere signallås under NMR-oppkjøpet. For forbindelser med lave kokepunkter, forsegle NMR rørene ved hjelp av en blåselampe, og etter kjøling invertere røret for å se etter eventuelle lekkasjer. Snu forsiktig de forseglede eller ikke-forseglede NMR-rørene 20 ganger for å oppnå en homogen løsning for F19 NMR-eksperimenter.Kjør proton koblet fluor NMR eksperimenter for å identifisere kjemiske skift av Sammensatt X og referanseforbindelsen i både n-oktanol og vann NMR prøver. Bruk standard nmr-parameterinnstillinger som er oppført i tekstprotokollen. Mål spin-gitter avslapningstid, eller T1, for diagnostisk fluorkjerner ved hjelp av en inversjonsgjenopprettingssekvens.Mål nivået av passende pulsforsinkelsestid fra de oppnådde T1-verdiene for nøyaktig kvantitativ NMR-integrasjon. Kjør et raskt F19 H1-spektrum for å definere de første parameterne. Mål 90 graders pulsbredde, angi parameteren for T1-måleeksperimentet, og kjør T1-måleeksperimentet ved hjelp av en inversjonsgjenopprettingssekvens.Kjør proton koblet fluor NMR eksperimenter igjen med justerte parameterinnstillinger. Sett D1 og sentrer frekvensforskyvningspunktet mellom de to diagnostiske fluorsignalene slik at begge kjernene kan være like begeistret. Angi også spektralbredden som 300 PPM, og angi antall transienter til 64.Juster disse verdiene hvis det er nødvendig med et høyere signal-til-støy-forhold. Behandle de oppnådde dataene ved hjelp av ACD NMR Processor Academic Edition eller annen tilpasset NMR-behandlingsprogramvare. Åpne NMR-datafilen.Deretter åpner du pdata-mappen, etterfulgt av mappen 1. Slett 1r-filen. Gå tilbake til NMR-datafilen, og dra FID-filen inn i vinduet ACD NMR-prosessor.Klikk på funksjonsknappen for vinduet, velg eksponentiell, angi linje utvidelsesverdi som to, og klikk på ok-knappen. Nå klikker du på nullfyllingsknappen, øker poengantallet til fire ganger av det opprinnelige poengantallet ved å klikke på en liten knapp ved siden av nummeret, og klikk på ok-knappen. Velg firere transformeringsknappen.Deretter klikker du faseknappen, og deretter klikker du innfasingsknappen for musen. Klikk og hold venstre museknapp, og fortsett å flytte musen fremover eller bakover til den store toppen av spekteret er riktig faset. Nå klikker og holder du høyre museknapp og flytter musen fremover eller bakover til de andre toppene av spekteret er riktig faset.Deretter un-klikker du på musen innfasing knappen og zoome inn i spektralområdet med fluor topper. Klikk finjustering, utfør fasekorrigeringen om nødvendig som beskrevet tidligere, og klikk deretter på avmerkingsknappen. Klikk grunnlinjeknappen, og deretter alternativer-knappen.Velg spekteret snitt for automatiske modeller, justere antall punkter for boksen halv bredde om nødvendig. Klikk ok, auto, og klikk deretter på akseknappen. Deretter klikker du integrering, integrerer de diagnostiske fluortoppene og klikker på hakeknappen.Til slutt, få integrasjonsforhold fra n-Oktanol og vann NMR prøver og bruke dem i logP beregning ligningen for å få logP-verdien av Sammensatt X.Using 2, 2, 2-Trifluoroetanol som referansesammensetning, en logP-verdi på 0,75 ble oppnådd for to fluoroetanol, og en logP-verdi på positiv 1,20 ble funnet for 3, 3, 3, 2, 2-pentafluoropropanol. Deretter ble lipophilicity av to fluoroetanol bestemt igjen, men med 3, 3, 3, 2, 2-pentafluoropropanol som referanse. Den målte logP-verdien var 0,76, som bare hadde en forskjell på 0,01 logP-enheter sammenlignet med verdien målt ved hjelp av 2-2-2-trifluoroetanol som referanse.Likeledes, for cis-2, 3-difluro-1, 4-butan-diol, forskjellen i målte logP verdier ved hjelp av to fluoroetanol og dens trans-isomer er svært liten. Dette viser god reproduserbarhet, og at valget av Referansesammensetning ikke har innvirkning på logP-målingen. Flere utvalgte eksempler vises her.Alle disse ikke-UV aktive allofatiske forbindelsene, fra fluorerte karbohydrater, til fluorohydriner, kan enkelt måles med denne metoden. Andre proto NMR-baserte metoder kan brukes hvis forbindelsen ikke inneholder fluor, og hvis forbindelsen inneholder UV-kromofor, kan logP-målingen utføres ved hjelp av UV-kvantifisering. Lipophilicity av et bredt spekter av ikke-UV aktive fluorohydrins og deoxifluonerte karbohydrater ble målt.Det oppnådde databiblioteket ble brukt til å etablere trender og regler for virkningen av alifatisk fluorisering på lipophilicity. Oktanol og vann utgjør minimale sikkerhetsfarer. Selvfølgelig bør farene som måles og referanseforbindelsen alltid tas i betraktning.

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

Avhengighet av laser-indusert sammenbrudd spektroskopi Resultater på puls energier og tidsparametrene bruke jord simulants

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 Synthesis of Worm-lignende Miceller av synlig lys mediert dispersjonspolymeriseringen Bruke 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 nytt verktøy henter kinetiske parametre av Chemical utvekslingsprosesser

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 grei metode for glucosinolate Utvinning og analyse med høyt trykk 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 verktøy for rask evaluering av Lipid profil av fiskeolje kosttilskudd

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

Fabrikasjon og Testing av 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

Programmet og metoder for ikke-destruktiv 19F gang-domene NMR teknikken å måle innholdet i fluor inneholder legemidler

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 av HDAC1 og HDAC6 aktivitet i HeLa celler ved hjelp av 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

Elektrokjemiske impedans spektroskopi som et verktøy for elektrokjemiske Rate konstant estimering

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