Un nuovo metodo semplice per la misurazione di lipofilia (logP) utilizzando ¹⁹F NMR spettroscopia

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 esempio^2,3. 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 processo^3,4. A tale proposito, nuovi concetti (come indici di efficienza lipofilico) sono stati introdotti^5,6.

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 lipofilico^8,9. 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 elettroforetici^12,13, 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 utilizzato^13,15.

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 raro^19,20.

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 ρ_octe ρ_aq 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 (ρ_oct e ρ_aq) di log in entrambi gli strati sono necessari per essere misurata da ¹⁹F NMR.