2024-03-22 16:51:42, 南京百泽 孙桂青 Advanced Chemistry Development, Inc. (ACD/Labs)
ACD/ AutoChrom软件在
有关物质方法开发中的应用
南京百泽 孙桂青
背景介绍
本公司在进行某一项目原料药有关物质方法开发,方法中待控制杂质共有8个。采用中国药典方法(0. 05mol/L 磷酸二氢钾溶液(含0. 0025mol/ L庚烷磺酸钠)-乙腈(84 : 16)(用磷酸或氢氧化钠试液调节pH 值至5.0))进行重现。杂质单标定位典型普图如下有5个杂质之间分离较差,1个杂质没有保留,个别杂质保留过强峰型较差。
图1 杂质单标定位典型谱图
01
方法中待控制杂质LogD-pH图如下。
图2待测化合物LogD-pH图
(其中主成分和化合物2,化合物7和8分别为两对位置异构体logD曲线重叠)
根据上述LogD图可知,化合物3~6在pH小于6时,分离与保留均较好。但化合物1和化合物2的LogD图基本重叠,化合物2与主成分、化合物7与化合物8均为非对应异构体,无法完全借助疏水性差异进行分离。
考虑本品主峰及各已知杂质的结构中均含有羟基、脂肪胺、苯基与酯基等,有丰富的氢键、疏水、空间位阻和π-π键作用位点,故选择对上述基团及非对应异构体具有较好选择性的色谱柱(GL Sciences Inertsil Ph-3)进行研究。根据logD图,在酸性pH条件下为各杂质的保留稳定区,故选择一个酸性pH作为流动相pH即可。因本品结构中含多个碱性较强的脂肪胺,前期经过筛选确定选择对碱性化合物峰型修饰效果较好的0.1%高氯酸+10mmol/L六氟磷酸钾体系作为流动相A增加保留,改善化合物峰型。采用上述色谱柱和流动相体系初步筛选时发现,大部分化合物较容易分离,但化合物1、化合物2与主峰分离较差,分别在主峰附近出峰,继续优化梯度均无法同时改善化合物1、化合物2与主峰分离,典型图谱如下:
图3:初步筛选时典型图谱
但在优化过程中发现同时调整柱温和流动相梯度,能调节主峰、化合物1与化合物2的保留与分离,能发现这几个化合物对柱温和梯度较敏感,并考虑到需要分离位置异构体,设计了梯度,温度和混合溶剂比3因素实验,借助ACD软件进行模拟与优化。
梯度,温度和有机相混合比实验设计如表1:
表1:梯度、柱温和有机相B种类三因素水平正交试验设计
02
按照设计的试验,得到18组数据,将这些数据导入ACD/Spechrus Processor中进行谱图处理,最终利用LC-Simulator得到了基于柱温、流动相B种类和梯度的3D分离度图,如图4所示。
图4:ACD软件三因素模拟结果
图4中显示的3D分离度图中,颜色越接近高色温区(橙红色),各杂质分离度越好。
图4中b~d是从三维图中截取分离度最好的三张二维截面图,其中图b为梯度时间-柱温二维图(有机相比例为纯甲醇),图c为梯度时间-有机相比例二维图(柱温为25℃),图d为有机相比例-柱温二维图(梯度时间为40分钟),该色谱条件下,杂质均有较好分离,均大于3.0。
对该方法(预测方法1)进行重现,结果如图5
图5(预测方法1)软件预测图谱与方法重现图谱对比
预测方法(预测方法1)重现结果,各杂质分离良好,均互不干扰,但在进样过程中发现,基线抬起较严重,杂质灵敏度不好;由于主峰和大部分杂质均为末端吸收,选择了210nm作为检测波长,该波长下甲醇有吸收,对灵敏度有影响,故需降低甲醇比例。
图6不同有机相比例基线对比
同时,在该预测方法(模拟方法1)下,系统压力较高,梯度中最高压力能达到400bar,对色谱柱伤害较大,一方面是由于甲醇粘度较大,另一方面是由于柱温较低,导致柱压偏高。
03
重新进行方法模拟,预测结果如图7,图7中b~d是从三维图中截取分离度最好的三张二维截面图,其中图b为梯度时间-柱温二维图(有机相比例为甲醇:乙腈1:1),图c为梯度时间-有机相比例二维图(柱温为45℃),图d为有机相比例-柱温二维图(梯度时间为35分钟),该色谱条件下,各杂质分离不及预测方法1,但杂质均能达到基线分离,分离度均大于2.0。
图7:ACD软件三因素模拟结果2图
对该方法(预测方法2)进行重现,色谱条件为柱温为45℃,有机相比例为甲醇-乙腈(1 : 1),梯度时间为35分钟的方法进行重现。结果如图8
图8(预测方法2)软件预测图谱与方法重现图谱对比
预测方法(预测方法2)重现结果,各杂质分离良好,均互不干扰,杂质灵敏度良好;且柱压适中,最高柱压为190bar,选择该方法最为最终检测方法。
结论
ACD软件在对杂质较多,杂质相互间分离机制较复杂的方法开发中,有很好的优势,能迅速从复杂的色谱条件变量中,迅速找到最优的色谱条件,大量节省人力、物力与时间。同时,在筛选结果不能满足实际实验要求时(如系统压力,检测时间等),可以从模拟结果中迅速找到替待方案,避免了重复实验提供效率。
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