Применение HFX ЯМР для облегчения полного определения противогрибкового агента вориконазола
АН-НМ20170030 Группа по применению ЯМР, JEOL USA Inc.
ВВЕДЕНИЕ
Фтор все чаще встречается в материаловедении, а также в легальных и нелегальных наркотиках [ссылка 1-5]. В этом примечании по применению представлены результаты, иллюстрирующие упрощение, обеспечиваемое рутинным применением ЯМР с тройным резонансом, для четкого определения вориконазола, молекулы, содержащей протон, углерод и молекулы азота со многими атомами, проявляющими J-связь с фтором. ROYALPROBE HFX — это совершенно новая технология датчика, использующая магнитную связь для обеспечения высокоэффективной настройки HF-X, которая может функционировать как простой переключатель на максимальную чувствительность, предназначенную для 1H или 19Для очень хорошо сбалансированного дуала 1H/19F производительность по запросу. В ссылках 6-8 подробно описаны технологические разработки ROYALPROBE HFX.
Ассоциация 1Спектр ЯМР H, полученный на частоте 500 МГц с помощью ROYALPROBE HFX с использованием консоли JNM-ECZR500, представлен на рисунке 2. Из-за характера структуры на первый взгляд очень мало тонкой структуры, что облегчает четкое распределение. Почти все резонансы, включая синглетные, значительно обостряются при применении 19F развязка. Тем не менее, верхняя панель рисунка 2, детализирующая фенильную область, содержащую два 19F-резонансы не могут быть визуально отнесены без 19F развязка. Развязка 19F устраняет путаницу с тремя резонансами для Phe-6, PHe-3 и Phe-5, выявляемыми с классически простыми орто-, орто-мета- и мета-паттернами связи соответственно ... не могут быть визуально назначены без 19F развязка.
На рисунке 2 мы видим простую иллюстрацию того, как 19F может взаимодействовать с 1H, но гораздо больше информации легко доступно, чтобы на самом деле определить, какой именно 19Виды F взаимодействуют с которыми 1Н-резонансы. Последовательности импульсов ЯМР, такие как HFHETCOR или HFCOSY, позволяют отображать ВЧ-связность в двух измерениях. На рис. 3 показан результат HFCOSY 2D, полученный для вориконазола.
Очень важной особенностью этого конкретного примера является тот факт, что учет простого одномерного протона следует из рисунка 1, где 2-фенильные протоны легко соотносятся с помощью 1Схемы связывания H ЯМР HF-COSY теперь позволяет однозначно назначать каждый 19Молекула F в вориконазоле. Кроме того, HF-COSY показывает наблюдаемые отклики в 1H-спектр представляет собой синглеты, которые представляют собой H-4 и H-6 в пиримидиновом кольце. Пока невозможно определить, какой синглет в области 8.8–9.0 м.д. представляет собой Pym H-4 или Pym H6, поэтому потребуются дальнейшие эксперименты.
Это хорошее время, чтобы представить взаимодействие между 19F на 13Спектр ЯМР С. На рисунке 4 видно значительное усиление и упрощение сигнала для 13Спектр C, вызванный двойной развязкой 1Н & 19F, а не только развязка 1H. Просто сравнив 13Спектры C только с 1H-развязка со спектром с двойным {1H 19F} разъединение всех атомов углерода с присоединенными 19Атомы F теперь становятся очевидными. Кроме того, все 19Ф /13Константы связи C могут быть извлечены путем простой проверки. Обратите внимание, что фактические назначения еще не могут быть выполнены полностью, но должно быть очевидно, что доступ к 1H/19Ф и сейчас 13С {1H 19Данные F } легко предоставили довольно много информации в дополнение к улучшениям чувствительности.
На данный момент в процессе назначения пора ввести гетероядерные эксперименты с участием всех трех ядер, 1H, 13C и 19F. Хотя возможна любая двух- или трехмерная комбинация, мы сосредоточимся на экспериментах с более высокой чувствительностью, которые коррелируют либо 1H или 19F до 13C с применением соответственно либо 19Для 1H-развязка во всех размерах. Корреляционные эксперименты на основе HSQC с 1-связью, конечно, носят чисто бухгалтерский характер, позволяя просто отображать непосредственно связанные протоны или фторы с 13C. В случаях, когда известно какое-либо из назначений отдельных видов, это позволяет определить непосредственно связанного партнера путем простой проверки.
К этому моменту мы фактически соотнесли только 3 атома фтора (посредством HF-COSY и простого 19F развязанный 1H спектр) 3 протона в фенильном кольце. Таким образом, 1H/13C HSQC предоставит все прямо коррелированные пары HC и перенесет присвоения протонов Phe6, Phe3 и Phe5 углеродным партнерам. Кроме того, HSQC с множественным редактированием позволит подтвердить довольно очевидные назначения для OH (отсутствует в HSQC) и алифатических CH, CH2 и СН3 виды. 1H/13С {19Отредактированный F} результат C2HSQC для вориконазола показан на фигуре 5.
Еще один интерес на рисунке 5 заключается в том, что одинокий алифатический углерод CH находится около 40 частей на миллион, что было полностью скрыто ДМСОd.6 растворитель в спектре 1D углеродного ЯМР на рисунке 4.
Прежде чем перейти к 19F/13С {1H} Эксперимент с C2HSQC. Важно сообщить несколько деталей, касающихся выбора C2HSQC [ссылка 9] для этой работы. C2HSQC использует короткие импульсы инверсии BIP для обоих 13C и 19F 180-градусные импульсы. В ссылке 9 авторы ясно иллюстрируют значительное увеличение производительности, которое достигается при использовании экспериментов HSQC с двойной компенсацией и множественным редактированием по сравнению с одиночной компенсацией или экспериментами с простым прямоугольным импульсом. Это связано с тем, что ширина полосы пропускания, необходимая для 13С, и особенно 19F, просто делает использование простых прямоугольных 180-импульсов почти бесполезным. Выбор импульсов инверсии BIP [ссылка 10] в специально подобранных парах для осуществления перефокусировки также выгоден из-за очень большого 19F/13константы связи C (260 – 280 Гц), что обеспечивает очень мало времени для 1/(2*(1J) требуется для передачи INEPT.
В таблице 1 мы перечислим все резонансные химические сдвиги для 1H, 13C и 19F и перечислите все задания к этому пункту. Настолько, насколько 1H, 13C и 19В отношении F отнесено все, кроме 2 CH-резонансов как в триазольных, так и в пиримидиновых кольцах, а также в 2 ароматических четвертичных атомах углерода. Чтобы выполнить задания, а также добавить 5 15N резонансов мы должны использовать эксперименты по дальнодействующей гетероядерной связности.
| 13C | 1H | 19F | множественность | Назначать |
| 162.37 | -- | -111.76 | CF | Phe4 |
| 159.19 | -- | -107.02 | CF | Phe2 |
| 157.37 | -- | -- | четв | ? |
| 156.86 | -- | -134.83 | CF | Пим3 |
| 154.46 | 9.015 | -- | CH | ? |
| 150.87 | 7.585 | -- | CH | ? |
| 145.55 | 8.824 | -- | CH | ? |
| 145.36 | 8.202 | -- | CH | ? |
| 130.96 | 7.231 | -- | CH | Phe6 |
| 124.97 | -- | -- | четв | ? |
| 111.38 | 6.892 | -- | CH | Phe5 |
| 104.46 | 7.157 | -- | CH | Phe3 |
| 77.4 | -- | -- | четв | С-ОН |
| 55.89 | 4.774, 4.304 | -- | CH2 | CH2 при триазоле N1 |
| 40.06 | 3.899 | -- | CH | CH-с CH3 |
| 14.32 | 1.079 | -- | CH3 | CH3 |
| -- | 5.95 | -- | OH | OH |
Последовательность импульсов gHMBCAD [ссылка 11] использовалась для получения 1H/13С {19F} и 19F/13С {1H} эксперименты по дальней корреляции, чтобы дополнить недостающие 1Н & 13С задания. Кроме того 1H/15Н {19F} и 19F/15Н {1Данные H} были получены для определения 5 атомов азота в вориконазоле.
Обратите внимание, что, просто просмотрев gHMBCAD на рисунке 7, мы теперь можем сопоставить четвертичные атомы углерода Pym2 и Ph1, а также довольно очевидный алифатический четвертичный углерод, к которому присоединен OH. Кроме того, теперь мы также ясно знаем, какие из 4 ароматических синглетов связаны как с триазольным, так и с пиримидиновым кольцами, хотя мы еще не можем сказать для случая пиримидина, который представляет собой Н4, а который представляет собой Н6, или для тризола, который представляет собой Н3, а который представляет собой Н5. . Таким образом, за исключением неоднозначности для Pym 4 и 6 и Az 3 и 5, мы полностью и легко определили вориконазол. Прежде чем мы разрешим эти двусмысленности, 1H/15N gHMBCAD мы изучим эффекты разделения 19F в 1H/13CgHMBCAD.
На рисунке 8 мы сравниваем 1H/13C gHMBCAD для небольшой области в рамке на рис. 7. Обратите внимание на значительное упрощение в результате разделения {19F} в обоих измерениях. Теперь пришло время перейти к 1H/15N gHMBCAD на рисунках 9 и 10 и посмотрите, как легко мы можем разрешить неоднозначность для двух пар синглетов в пиримидиновых и триазольных кольцах.
| 13C | 1H | 19F | множественность | Назначать |
|
| 162.37 | -- | -111.76 | CF | Phe4 | |
| 159.19 | -- | -107.02 | CF | Phe2 | |
| 157.37 | -- | -- | четв | Пим2 | |
| 156.86 | -- | -134.83 | CF | Пим3 | |
| 154.46 | 9.015 | -- | CH | Пим4 | |
| 150.87 | 7.585 | -- | CH | Az3 | |
| 145.55 | 8.824 | -- | CH | Пим6 | |
| 145.36 | 8.202 | -- | CH | Az5 | |
| 130.96 | 7.231 | -- | CH | Phe6 | |
| 124.97 | -- | -- | четв | Phe1 | |
| 111.38 | 6.892 | -- | CH | Phe5 | |
| 104.46 | 7.157 | -- | CH | Phe3 | |
| 77.4 | -- | -- | четв | С-ОН | |
| 55.89 | 4.774, 4.304 | -- | CH2 | CH2 при триазоле N1 | |
| 40.06 | 3.899 | -- | CH | CH-с CH3 | |
| 14.32 | 1.079 | -- | CH3 | CH3 | |
| -- | 5.95 | -- | OH | OH | |
| 15N | |||||
| 299.91 | AZ2 | ||||
| 298.52 | Пим1 | ||||
| 297.52 | Пим5 | ||||
| 252.18 | Az4 | ||||
| 211.99 | Az1 |
На данный момент мы достигли цели полного сопоставления всех резонансов для образца вориконазола, но теперь можем позволить себе роскошь использовать 19F/13C и 19F/15N gHMBCAD с полным {1H} развязка как полностью независимая проверка многих заданий. 19F/13C gHMBC показан на рисунке 11, а 19F/15N gHMBCAD на рисунке 12.
Заключение
Используя HF-X ЯМР в различных одно- и двумерных экспериментах, можно четко определить все резонансы в важном лекарственном средстве, таком как выбранный пример вориконазола. ROYALPROBE HFX обеспечивает легкий доступ по запросу к такому массиву экспериментов в полностью автоматизированной среде.
Ссылки
- Ван и др., хим. Преподобный. 2014, 114, стр. 2432−2506.
- Чжоу и др., хим. Преподобный. 2016, 116, стр. 422−518.
- http://www.slweb.org/ftrcfluorinatedpharm.html
- Банистер и др., АКС хим. Неврологи., 2015, 6 (8), с1445–1458
- Траксель, Д., Тест на наркотики. Анализ, 2012, 4: стр. 577–590.
- Б. Табер и А. П. Зенс, Дж. Магн. Резон., 259, 2015, с114-120
- П. Бойер, Дж. Финниган, Б. Марсден, Б. Табер и А. Зенс, Дж. Магн. Резон., 2015, с190-1
- В. Лим, Б. Марсден, Б. Табер и А. Зенс, Дж. Магн. Резон., 2016, с.268
- Х. Ху, К. Кришнамурти, Магн. Рез. Химия., 46 вып.7, 2008, с 683-689
- М. Смит, Х. Ху и А. Дж. Шака, J. Magn. Резон., 151, 2001, стр. 269-283.
- Р. Крауч, Р. Бойер, Р. Джонсон и К. Кришнамурти, Магн. Резон. Химия., 42, 2004, с301-307
Связанные товары
Вы медицинский работник или персонал, занимающийся медицинским обслуживанием?
Нет
Напоминаем, что эти страницы не предназначены для предоставления широкой публике информации о продуктах.