分析测试百科网

搜索

分析测试百科网 > 行业资讯 > 微信文章

间三苯酚稳定性杂质的解析

ACDLabs CN
2022.3.17

作者 ACD

TA的动态

此案例来自南京百泽医药科技有限公司黄常康博士对间苯三酚稳定性杂质的研究,黄博士发现间苯三酚在氧化的条件下会生成一种杂质,其分子量为374.29836,对应分子式为C18H14O9,其分子大致为间苯三酚的三倍体,具体结构式如下。我们用黄博士提供的数据,使用ACD/Structure Elucidator Suite(ACD/SES) 软件对杂质结构进行了从头解析,所获以下结果与黄博士团队的结论印证一致,以下内容是过程的介绍。

c99e100e2d6970e533aef8691052f419.gif

图1.间苯三酚氧化杂质结构式

间苯三酚(phloroglucinol),分子式为C6H6O3,是一种有机化合物,也是一种常见药物。间苯三酚可以以注射剂的形式用于消化系统和胆道功能障碍引起的急性痉挛性疼痛的治疗。

为了解析此稳定性杂质的结构,采集了该物质的H C HSQC COSY HMBC DEPT90以及DEPT135谱图。首先考察该物质的HC和HSQC 谱图。

a6869625f2dd890bbefdbe70a82a07f5.png

6e0c497a37decf7c4749ce1a7c601218.png

9c429e6d610a66af6a6f4457325e3ad2.png

a777ea2a070714c925e716151a1dfff6.png

图2.该稳定性杂质的HC HSQC 谱图以及其HSQC谱图相关信号列表

该物质的谱图都不是太复杂,H谱仅有7个信号,考虑到分子式有14个H因此需要考虑每个信号的积分值为2,谱图中化学位移2.5ppm左右的峰显示的积分值为4,这是因为此峰中包含有DMSO的溶剂峰。C谱仅有11个峰,因此需要考虑有些谱峰代表的不是一个C,也就是结构中很有可能有部分结构是对称的。从HSQC谱图中不难发现45.256ppm左右的C为CH2片段,且其对应H的谱峰积分值为4,因此考虑其结构中含有两个CH2片段。90.447ppm和96.506ppm均为CH片段,其对应H的谱峰积分值均为2,因此此结构中含有4个CH片段,观察其对应的H谱峰化学位移均在5.9ppm左右且存在相互的小耦合(J=1.51Hz),结合间苯三酚的结构式,可以考虑为sp2杂化的间位CH片段。102.499ppm和110.454ppm两个季C信号通常来讲可以为芳环上屏蔽较高的sp2杂化C或者为连接两个O的sp3杂化C,参考糖类化合物结构上连两个O原子的C的化学位移。156.367ppm159.328ppm以及159.328ppm三个季C信号通常为连接O原子的sp2杂化C的信号,可以是O-CH或C=O,结合间苯三酚的结构式考虑为O-CH。202.966ppm的C比较明显通常为C=O的C,且该C=O不与任何杂原子相邻,即为酮羰基。H谱上还剩余三信号9.372ppm8.911ppm和6.693ppm此三信号不与任何C相连,均考虑为OH。C谱上还剩余一个信号63.615ppm,其可能的片段比较复杂,通常来讲可以是连O的sp3杂化C,但目前不能确认是否为O-C片段。

间苯三酚通常会存在酮式共振式,且酮式共振式中存在sp3杂化CH2片段以及酮羰基,其CH2化学位移为54ppm,酮羰基C的化学位移为198ppm(该化学位移均使用ACD/NMR Predictor预测得到)。这些化学位移与氧化稳定性杂质的某些化学(45ppm,202ppm)位移较接近,因此可以考虑结构中含有酮式共振式片段。

a21dfc236a7a3ec35ec47f1994697f51.gif

图3.间苯三酚的共振结构式

间苯三酚的酚羟基可以与其酮式结构的羰基发生加成,生成半缩酮,且生成的结构中存在对称的两个连两个O原子的sp3杂化C,其理论化学位移为102.9ppm(ACD/NMR Predictor预测),比较接近实际谱图中110.454ppm化学位移的C。结合分子式和NMR谱图的特征,可以考虑为两分子的间苯三酚与一分子的酮式共振式发生反应,但是生成的化合物的分子式与目标结构的分子式存在差异,多出4个H。虽然猜想的产物结构与目标物质的分子式不符,但是可以基本认为目标产物为2分子的间苯三酚与酮式共振式缩合的分子。

d506a88ed76d3bb0b55f5810116869ae.gif

图4.猜想的间苯三酚与酮式结构反应生成的产物

下一步可以考虑使用ACD/SES来解析该化合物的结构式。将所有谱图和分子式导入到ACD/SES中,并修正右上角的分子连接图(MCD)给定两个苯环和一个酮式6元环结构,三者的连接方式由软件来决定。

a61d099b1c8e672e84f746b842a61ab4.png

图5.修正后的分子连接图(MCD)

软件在一分钟之内找到了两个备选结构,通过计算C谱的平均偏差(dA(13C))和结构可能性概率(DP4A(13C))认为左侧结构为最优结构,比较两个结构发现第二个结构中存在结构张力较大的氧四元环,从理论上讲第二个结构不是太稳定。

84ae24e21703e1d3e452ea4196fec815.png0470c18155ae10d493c7736fd0ab26ad.gif

图6.ACD/SES生成的结构列表,以及通过计算C谱的平均偏差(dA(13C))和结构可能性概率(DP4A(13C))得到得最优结构。

考察生成的最优结构关键片段的化学位移信息,结构中含有对称的CH2片段(18,20)化学位移为45.256ppm,受酮羰基影响化学位移偏低场(数值偏大);含有对称的季C片段(2,4)化学位移为110.454ppm,连有两个O原子化学位移正常;含有对称的季C片段(7,13)化学位移为102.499ppm,其位于OH的邻对位受OH的协同效应,其电子云密度较高,较通常的芳环C偏高场(数值偏小);含有一个C(3)化学位移为63.615ppm,通常不连杂原子sp3杂化C化学位移值小于此数值,这是因为此位置的C处于两个苯环π电子云的去屏蔽区,导致其化学位移偏低场(数值偏大)。这些均可从谱学的角度证明结构的正确性。

最终得出了生成这个杂质完整的反应路径。从反应机理的角度再次验证了结构的正确性。

8bacaa73b7a5b13cc66a3288eb4fab53.png

图7.氧化杂质的完整反应路径

最后再次感谢南京百泽医药科技有限公司黄常康博士分享此案例。


相关推荐
Historical articles

ACD/Structure Elucidator Suite概述



最精确的一维和二维核磁谱图预测工具-ACD/NMR Predictors



一个药物起始原料相关杂质解析过程


发布需求
作者
头像
仪器推荐
文章推荐