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为液相方法寻找起点

ACDLabs CN
2022.11.15
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Advanced Chemistry Development, Inc. (ACD/Labs)

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当分析方法开发研究员拿到一个没有参考方法的任务的时候,尤其当一些通用方法对目标物的分离没有太多帮助的时候,借助ACD AutoChrom内嵌的工具可以为自己找到一些有用的起点线索。接下来我们以图1丁苯酞的有关物质研究为例,来介绍一下ACD/AutoChrom 里的一些对寻找起点有用的组件。

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图1 丁苯酞以及其类似物


01

用pH Selector 组件绘制

pH-logD曲线进行判断

ACD/AutoChrom 内有pH Selector 小工具,顾名思义这个工具首先能够辅助进行pH的选择,如果研究员对色谱柱保留能力以及改变保留的添加剂有所了解的话,还能一并对合适的色谱柱类型进行选择。直接绘制API和两个杂质的结构,通过pH Selector 进行计算。图2为丁苯酞及其异构体的疏水性情况,三个物质,仅有两条线段,其中两个异构体的logD计算值重合,这一点提示分离化合物2,3的难度大,靠疏水性的区分力来分离恐怕无能为力。而C18类色谱柱是以疏水性的选择性为主的。


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图2 丁苯酞及其异构体的pH-logD曲线


从计算logD考虑疏水选择性出发来看,只能预判两个异构体杂质的疏水性低于API,以普通C18类色谱柱进行分离,预计不会有很好的分离效果。丁苯酞及其有关物质的pH-logD曲线也显示表示化合物完全是中性,pH不会带来任何选择性。


02

用保留预测软件进行保留时间判断

ACD/AutoChrom 内有保留预测建模软件ChromGenius。ChromGenius在进行保留时间预测时,不仅仅考虑疏水性,而且会考虑氢键,极性表面积,分子体积的大小,用多元回归的方式进行保留时间的预测。在对目标物进行保留时间预测时,并不用训练集的所有的分子,而是基于与目标物的分子的相似性,选择最接近的分子来建回归模型,再对目标分子的保留时间进行预测。


ChromGenius内建有10个方法模型,共有五种色谱柱(类型包括普通C18,极性嵌入C18  Aqua 柱, 氟苯基柱和氰基柱)和两种pH ( 2.7 ,8 ),流动相为乙腈。这10个模型都用接近200个化合物进行训练。


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  使用时直接画好目标物的结构,调入10个方法形成的方法库文件,即可进行预测。


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  对10个方法进行结果查看,可以发现这是个模型方法对目标物的分离效果都无法达到基线分离,两个杂质依然会共流。


其中氰基柱下甲酸流动相下分离度最佳,如果进行合控或者串联色谱分析,可以作为候选。


03

搜索分析方法数据库寻找有用的参考方法

ACD/AutoChrom 内有一个应用方法数据库Application Database,内含有一万多个分析方法。其中可能有某些方法对这种异构体的分析有所帮助。进行检索时需要应用一些技巧。直接使用丁苯酞的结构进行Exact search, 显然不能命中任何方法。

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较为有效的搜索方法如下:


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►  此时应使用子结构检索(SS Search),而且检索时注意将必要的氢原子画出来。



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  对数据库进行搜索后,如果没有发现合适的命中,也可以将部分原子进行变化,重新搜索。


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  搜索命中一部分结构后,可以继续对搜索结果进行再次搜索,以求得交集


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 以平铺模式进行搜索结果的查看


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 搜索到的参考方法都是气相色谱方法


04

色谱柱数据库的搜索

以上的三种方法都给出一定的线索,但是都未能找到根本解决问题的方案。在没有明确可用的参考方法的情况下,科学家需要进行筛选工作,为减少无效筛选,研究员需要对色谱柱进行精挑细选。


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通常我们认为,体积效应强的色谱柱,能够对物质的形状和形态有更高的敏感度,从而对本例中目标对象有不错的选择性。


ACD/Column Selector 有数百根色谱柱的相关知识,其S项的测量是用苯并菲的保留因子除以邻三联苯的保留因子。


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 此时可以对色谱柱数据库进行数据过滤,找到体积选择性大于2的色谱柱。


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 选择User Define Filter


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 共计有66根色谱柱的体积选择性在2之上


研究员可以基于以上的色谱柱的线索对自己手边的色谱柱进行挑选,进行色谱柱筛选。


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总 结

本文未能为丁苯酞的有关杂质的分离提供一个绝对可用的方法,而是通过对一些知识库的搜索和查询获得了一些知识,而这些知识构成的空间将帮助研究者去规避错误失败空间,尽快找到有效的可用空间而提供线索。


当我们用知识画了一个圈,期望正确答案就在其中。

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