msFineAnalytic AI를 활용하여 가스 크로마토그래피-고해상도 질량분석법 및 핵자기공명-EI/FI 측정으로 얻은 데이터를 기반으로 유기 합성 화합물 구조 검증 -
엠에스팁 463호
일반
핵자기공명분광법(NMR)과 결합된 가스 크로마토그래피-고해상도 질량분석법(GC-HRMS)은 유기 합성 화합물의 화학적 조성과 구조를 식별하는 데 널리 사용됩니다.
EI(전자 이온화)와 FI(장 이온화)를 모두 지원하는 GC-HRMS 시스템인 JMS-T2000GC에는 시스템을 진공 상태로 유지하면서 EI와 FI 모드 간을 전환할 수 있는 공통 이온 소스가 통합되어 있습니다. msFineAnalytic AI는 2가지 이온화 방법으로 얻은 데이터를 분석하고 화학 구조와 조성을 추정하도록 설계되어 NMR 측정 방법을 결정하고 결과 NMR 데이터를 검사하는 데 도움이 됩니다. GC 분리를 통해 샘플이 단일 성분으로 구성되었는지, 아니면 여러 구성 요소가 혼합되어 구성되었는지 확인할 수도 있습니다. JEOL의 ROYAL HFX 프로브TMJNM-ECZ600 NMR 시스템용 액세서리인 는 HF 측에서 튜닝이 가능합니다(1H,19F) 단일 및 이중 공진의 경우 작업자가 실험에 원하는 것을 선택할 수 있습니다. LF 측과 결합 (13C 등), 이 프로브는 삼중 공명을 위한 동시 튜닝을 지원하여 C, H, F로 구성된 유기 합성 화합물의 화학 구조를 결정하는 강력한 도구로 활용됩니다.
본 연구에서는 msFineAnalytic AI가 탑재된 JMS-T2000GC와 ROYALPROBE가 탑재된 JNM-ECZ600을 사용하여 유기 합성 화합물의 화학적 조성과 구조를 조사했습니다.TMHFX.
측량
상업용 플루옥세틴을 샘플로 사용했습니다. MS 분석을 위해 메탄올 중 1mg/mL 용액인 분석물을 준비했습니다. NMR 분석을 위해 중수소화 DMSO에 용해된 10mg/0.6mL 용액인 또 다른 분석물을 준비했습니다. GC-HRMS 및 NMR 측정 조건을 표 1에 나타내었다.
표 1. 측정 조건
| GC-HRMS | JMS-T2000GC(주) |
|---|---|
| GC 입구 모드 | 50:1 분할 |
| GC 입구 온도 | 280 ° C |
| GC 컬럼 | ZB-5MS, 30m x 0.25mm, 0.25μm (Phenomenex.Inc.) |
| GC 오븐 | 50°C(1분) →20°C/분 →300°C(5분) |
| 캐리어 가스 | He, 1.0mL/분 |
| MS 이온화 | EI+: 70eV, 300μA FI+: -10kV, 40mA |
| MS 모니터 이온 범위 | m / z 10-800 |
| 분석 소프트웨어 | msFineAnalysis AI(JEOL Ltd.) |
| NMR | JNM-ECZ600 (JEOL Ltd.) |
|---|---|
| 양성자 관찰 빈도 | 600 MHz |
| 탐침 | 로얄프로브TM HFX (JEOL Ltd.) |
| 방법 | 1H, 19F, 13C{1H,19에프}, 1H-13CHSQC, 1H-13C HMBC |
| 분석 소프트웨어 | NMR 소프트웨어 Delta 5.3.3 (JEOL Ltd.) |
그림 1 TICC(상단: EI, 하단: FI)
결과 및 토론
그림 1은 EI와 FI의 총 이온 전류 크로마토그램(TICC)을 보여줍니다. EI 및 FI TICC에서 각각 동일한 머무름 시간에 샘플 피크가 검출되었습니다. 다른 크로마토그램 피크는 검출되지 않았으므로 샘플이 단일 성분으로 만들어졌음을 확인했습니다. 그림 2는 msFineAnalytic AI가 획득한 결과를 보여줍니다. 데이터에 따르면 플루옥세틴이 최고의 후보였습니다. FI 질량 스펙트럼에서 분자 이온의 화학적 조성은 C로 추정되었습니다.17H18F3아니요. 분자 이온의 동위원소 패턴은 추정된 C의 패턴과 잘 일치했습니다.17H18F3아니요. EI 조각 이온의 화학적 조성도 C와 일치했습니다.17H18F3아니요. 또한 NIST 데이터베이스 검색에서는 플루옥세틴이 가장 높은 유사성을 갖는 것으로 확인되었습니다.
다음으로 NMR을 사용하여 MS 결과를 확인했습니다. msFineAnalytic AI에서 획득한 데이터를 기반으로 NMR 측정을 위한 핵과 방법을 결정했습니다.
그림 2 msFineAnalytic AI 결과
msFineAnalytic AI에서 획득한 데이터를 기반으로 1⁹F, 1H 및 13C NMR 측정을 선택했습니다. 구체적으로 1차원 1⁹F, 1H 및 13C{1H, 1⁹F}, 2차원 HSQC(이종핵 단일 양자 일관성) 및 HMBC(이핵 다중 결합 상관 관계)를 수행했습니다.
그림 3은 획득된 NMR 스펙트럼을 보여줍니다. 그림은 참고문헌 1에 설명된 일반적인 플루옥세틴의 합성 경로에 의해 결정된 중요한 식별 정보를 빨간색으로 보여줍니다. 이 그림은 또한 다른 NMR 신호를 포함하여 그림 4에 표시된 플루옥세틴의 화학 구조를 제안합니다.
그림 3 NMR 스펙트럼
왼쪽 : 19F 스펙트럼(상단), 1H 스펙트럼(중간), 13C{1H, 19F} (하단)
오른쪽: HSQC(위), HMBC(아래)
| 직책 | 13C/ppm | 1H/ppm | JFC/ Hz |
|---|---|---|---|
| 1 | 121.6 | 35 | |
| 2 | 127.3 | 7.55 | 6 |
| 3 | 116.6 | 7.06 | |
| 4 | 161.1 | ||
| 5 | 116.6 | 7.06 | |
| 6 | 127.3 | 7.55 | 6 |
| 7 | 77.9 | 5.55 | |
| 8 | 38.3 | 1.91/2.10 | |
| 9 | 48.1 | 2.56 | |
| 10 | 36.6 | 2.27 | |
| 11 | 141.6 | ||
| 12 | 126.5 | 7.41 | |
| 13 | 129.1 | 7.35 | |
| 14 | 128.1 | 7.27 | |
| 15 | 129.1 | 7.35 | |
| 16 | 126.5 | 7.41 | |
| 17 | 125.0 | 271 |
그림 4. 화학구조에 대한 화학이동표와 HMBC 상관관계
제품 개요
그림 5는 MS와 NMR을 사용한 측정에서 얻은 정보를 보여줍니다. EI와 FI의 GC-HRMS 데이터를 통해 해당 시료가 단일 화합물로 구성되어 있음을 확인하고 해당 화합물의 화학적 조성과 구조를 추정했습니다. 다음으로, GC-HRMS에 의해 추정된 화학 조성을 기반으로 한 NMR 실험을 통해 화합물의 골격 구조와 작용기의 위치를 획득했습니다. msFIneAnalytics AI는 화학 구조로부터 시료가 플루옥세틴으로 정확하게 추정했으며, 이는 NMR 결과를 통해 검증되었습니다.
JNM-ECZ2000 + ROYALPROBE와 결합된 JMS-T600GC + msFineAnalytic AITM 유기 합성 화합물의 화학 구조를 식별하기 위해 여기에 소개된 HFX는 합성 공정의 모든 단계에서 유기 합성 화합물에 대한 광범위한 응용을 가질 것으로 예상됩니다.
1. EI/FI 및 msFineAnalytic AI를 갖춘 JMS-T2000GC
・시료가 단일 성분으로 구성되어 있는지, 여러 성분이 혼합되어 있는지 조사합니다.
・분자이온의 정확한 질량으로부터 화학조성을 추정한다.
・동위원소 패턴 매칭과 EI 조각 이온 패턴 매칭을 확인하세요.
・이중결합당량(DBE)을 검토한다.
・화학구조를 예측한다.
2. ROYALPROBE가 탑재된 JNM-ECZ600TM HFX
・추정된 화학식의 검출 가능한 각 원소를 측정합니다.
・NMR 스펙트럼을 할당하면서 예측 가능한 화합물의 범위를 좁힙니다.
・골격구조와 기능군을 결정한다.
・거울상이성질체 순도를 검토한다.
그림 5. 합성 화합물의 측정 및 분석 절차
참고자료
1) Cody J. Wenthur, Megan R. Bennett 및 Craig W. Lindsley., ACS Chem Neurosci. 2014년 15월 5일; 1(14): 23–10.1021. 도이: 400186/cnXNUMXj
