Penjelasan Struktur Sebatian Terfluorinasi oleh NMR

PENGENALAN

• Fluorin semakin digunakan dalam banyak ubat baru
  • Sehingga 2011 terdapat kira-kira 200 ubat yang mengandungi fluorin. [rujuk 1]
  • Sebatian fluoro-organik menyumbang 40% daripada entiti kimia baharu yang memasuki percubaan fasa III pada 2012 dan 2013. [ref 2]
  • Fluorin digunakan dalam pelbagai aplikasi ubat termasuk: Anestetik, Antacid, Anti-kegelisahan, Antibiotik, Antidepresan, Antibiotik anti-kulat, Antihistamin, Antilipemik, Anti-malaria, Antimetabolit, Penahan selera makan, Arthritis/agen anti-radang, Psikotropik , Steroid/ agen anti-radang. [rujuk 3]
• Fluorin kini muncul dalam dadah sintetik terlarang dan haram:
  • Ini termasuk: Cannabinoid [ref 4], dan phenethylamines psychedelic [ref 5]
• Polimer Fluoro adalah penting untuk kehidupan seharian, contohnya PTFE (Teflon™)

CHALLENGES

• Julat anjakan kimia Fluorin yang berpotensi ialah 500 ppm, 188 kHz pada 9.4T (¹H 400 MHz) kepada 282 kHz pada 14.1T (¹H 600 MHz).
• ¹⁹F-¹Pemalar gandingan H j sehingga 60 Hz
• ¹⁹F-¹³Pemalar gandingan C j sehingga 280 Hz
• ¹⁹F interaksi gandingan J jarak jauh merumitkan spektrum NMR menjadikan tafsiran sukar.
• Ciri-ciri spektrum ini bergabung untuk membuat ¹⁹F sukar untuk dirangsang dan dipisahkan daripada nukleus lain.

PENYELESAIAN

• Apa yang diperlukan ialah konsol ROYALPROBE HFX dan NMR yang mudah digunakan yang boleh melakukan setiap rutin atau percubaan HFX yang canggih dengan baik!
• Termasuk semua eksperimen HFX, ¹H{¹⁹F}, ¹⁹F{¹H}, ¹³C{¹H,¹⁹F} & X{¹H,¹⁹F}

Bagaimanakah Teknologi Berfungsi?

• ROYALPROBE HFX menggunakan buat kali pertama dalam mana-mana gandingan magnet probe NMR komersial sebagai suis "hidup" atau "mati" yang cekap semata-mata untuk gegelung yang berkaitan untuk ditala dwi kepada ¹H dan ¹⁹F atau tunggal ditala untuk setiap. Penambahbaikan ini berkaitan dengan penggunaan gandingan magnet dalam litar NMR untuk meningkatkan prestasi dan fungsi probe NMR. [rujuk 6 - 8].
• Penalaan magnet membolehkan probe mengekalkan prestasi tertinggi yang sama untuk kedua-duanya ¹H atau ¹⁹F dalam mod tala tunggal. Dalam mod talaan dwi suis boleh ditala untuk mengimbangi kecekapan relatif dengan mudah ¹⁹F dan ¹H. Kerana besar ¹⁹F tetingkap spektrum.
• Spektrometer JEOL ECZ NMR
• Spektrometer NMR rutin ECZS boleh menjana serentak ¹H dan ¹⁹Frekuensi F tanpa perkakasan tambahan.
• ECZR menyelidik spektrometer NMR dengan saluran ke-3 pilihan boleh mengumpul ¹H dan ¹⁹F data lebih luas ¹⁹Julat frekuensi F dalam semua dimensi.
• JEOL ROYALPROBE HFX
• ROYALPROBE Spec = ROYALPROBE HFX Spec
• Tiada Kerugian dalam prestasi RF atau S/N berbanding ROYALPROBE standard untuk ¹H, ¹⁹F, ¹³C, atau X
• Termasuk keserasian AutoTala untuk membolehkan pertukaran mudah antara mod.

Rajah 1. Ilustrasi teknologi gandingan magnet sebagai suis sempurna antara mod tala tunggal dan dua tala dalam ROYALPROBE HFX.

Rajah 2. ¹Isyarat H kepada hingar dan pw90 untuk HFX ROYALPROBE 500 MHz dalam tala tunggal dan dwi-tala yang menggambarkan perubahan yang dijangkakan dalam prestasi apabila menukar mod.

Rajah 3. ¹⁹Isyarat F kepada hingar dan pw90 untuk 500 MHz ROYALPROBE HFX dalam mod tunggal dan dwitala.

LUAR KOTAK EKSPERIMEN HFX

Rajah 4. Matriks biasa di luar kotak teknik 1D dan 2D NMR yang disediakan dalam perisian.

Rajah 5. ¹⁹F{¹H} spektrum 1D untuk fluoro-eter yang menggambarkan potensi untuk besar ¹⁹F lebar jalur frekuensi.

Rajah 6. ¹H memerhati dengan dan tanpa {¹⁹F}.

Rajah 7. Perincian daripada ¹⁹Spektrum F dengan dan tanpa {¹H}.

Rajah 8. Penuh ¹³Spektrum C untuk contoh fluoro-eter menunjukkan semua kemungkinan kombinasi ¹H dan ¹⁹F penyahgandingan. Keputusan ditunjukkan dengan penskalaan yang sama untuk menyerlahkan peningkatan dramatik kepada ¹³Spektrum C bagi molekul yang mengandungi fluorin dengan dwi {¹H,¹⁹F}.

Rajah 9. Satu lagi contoh peningkatan menakjubkan yang diperolehi oleh {¹H,¹⁹F } untuk ¹³C memerhati dengan molekul yang mengandungi fluorin.

Rajah 10. Kesan semua kombinasi ¹H dan ¹⁹F penyahgandingan untuk a ³¹P resonans. Dalam angka ini, keputusan untuk sama ada tiada penyahgandingan bagi penyahgandingan nukleus tunggal mempunyai penskalaan menegak meningkat dengan ketara berbanding {¹H,¹⁹F } contoh.

Rajah 11. HFHOESY diperolehi untuk Fluticasone propionate aka Flonase™.

Mempunyai keupayaan untuk memperoleh ¹H/¹³C atau ¹⁹F/¹³C, atau ¹H ¹⁹Data F/X 2D dengan penyahgandingan sama ada ¹H atau ¹⁹F sangat berkuasa. Rajah 12 berikut menggambarkan kesan untuk penyahgandingan ¹⁹F dalam kedua-dua dimensi F1 dan F2 dalam gHMBCAD sekali lagi menggunakan Fluticasone sebagai molekul contoh mudah. Secara umum ¹⁹F boleh memperkenalkan gandingan dalam semua dimensi dalam setiap eksperimen NMR 2D heteronuklear yang mengurangkan sensitiviti dan meningkatkan kerumitan.

Rajah 12. Contoh gHMBCAD yang menggambarkan kesan memudahkan penyahgandingan F untuk 2D ¹H/¹³Respons C digunakan dalam sama ada, F1 (biru), F2 (coklat), atau kedua-duanya dalam dimensi (hijau). Tindak balas ungu pepenjuru jelas menunjukkan bagaimana ¹⁹Gandingan F wujud dalam kedua-dua dimensi.

RINGKASAN

Nota aplikasi ini diharapkan dapat memberikan pengenalan bermaklumat kepada sains yang mudah dilakukan menggunakan ROYALPROBE HFX dan Spektrometer NMR siri JEOL ECZ.

RUJUKAN

• Wang et al, Chem. Wahyu 2014, 114, p2432-2506
• Zhou et al, Chem. Wahyu 2016, 116, p422-518
• http://www.slweb.org/ftrcfluorinatedpharm.html
• Banister et al, ACS Chem. Neurosci., 2015, 6 (8), p1445-1458
• Trachsel, D., Ujian Dadah. Analisis, (2012) 4: p577-590
• B. Taber dan AP Zens, J. Magn. Reson., 259, 2015, p114-120
• P. Bowyer, J. Finnigan, B. Marsden, B. Taber, dan A. Zens, J. Magn. Reson., 2015, p190-1
• V. Lim, B. Marsden, B. Taber, dan A. Zens, J. Magn. Reson., 2016.268