基于反相高效液相色谱法构建QSRR模型测定萘类及蒽醌类化合物的正辛醇-水分配系数

俞慧敏 韩疏影 邓海山 池玉梅

引用本文: 俞慧敏,  韩疏影,  邓海山,  池玉梅. 基于反相高效液相色谱法构建QSRR模型测定萘类及蒽醌类化合物的正辛醇-水分配系数[J]. 分析化学, 2016, 44(6): 958-964. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.150997 shu
Citation:  YU Hui-Min,  HAN Shu-Ying,  DENG Hai-Shan,  CHI Yu-Mei. Determination of n-Octanol/Water Partition Coefficients of Naphthalenes and Anthraquinones Using Quantitative Structure-Retention Relationship Models by Reversed Phase-High Performance Liquid Chromatography[J]. Chinese Journal of Analytical Chemistry, 2016, 44(6): 958-964. doi: 10.11895/j.issn.0253-3820.150997 shu

基于反相高效液相色谱法构建QSRR模型测定萘类及蒽醌类化合物的正辛醇-水分配系数

  • 基金项目:

    本文系国家自然科学基金(No.81303311)、江苏省自然科学基金(No.BK20130958)、江苏省属高校自然科学基金(No.13KJB150030)、江苏高校优势学科建设工程资助项目(PAPD)资助

摘要: 正辛醇-水分配系数(Kow)是评价药物毒性、活性及跨膜转运等的重要参数,但直接测定法实验过程复杂。本研究采用反相高效液相色谱(RP-HPLC)法,以甲醇-水为流动相,以29种已知Kow的酸性和中性苯系物及萘类、醌类衍生物为模型化合物,以保留时间两点校正法(DP-RTC)校正保留时间,并由Snyder-Soczewinski方程得100%水相保留因子(kw),建立了表观正辛醇-水分配系数Kow"与kw的定量关系(Quantitativestructure-retentionrelationship,QSRR)模型,并对模型进行了内、外部验证。结果表明,不同pH下的QSRR模型线性相关性R2=0.974~0.976,内部验证(R2cv=0.970~0.973)和外部验证结果(6种验证化合物,1.4%≤相对误差(RE)≤7.9%)令人满意,与考虑了分子结构参数后建立的线性溶剂化能模型(LSER)相比无差异。将建立的QSRR模型应用于11种萘类和蒽醌类化合物的Kow测定,并与软件计算值、摇瓶法实验值比较,结果表明,本方法准确性更高,且简单快捷,可用于快速准确预测复杂混合物体系中组分的Kow

English

  • 药物的亲脂性与其生物活性紧密相关,是药物药代动力学和药效学的关键参数之一,对其的准确评估对于设计合理的药物分子结构非常必要[1]。药物的亲脂性通常以正辛醇-水分配系数(Kow)表示[2],测定方法主要有实验测定法和理论计算法。实验测定有直接和间接测定法,直接测定法又分为摇瓶法(Shake-flask method,SFM)和慢搅法(Slow-stirring method,SSM)。SFM测定数据准确可靠、重现性好,但对高疏水性物质(lgKow>4)的测定较为困难[3];而SSM测定时间长,平衡过程中易形成沉淀、胶束或乳液[4]。间接测定法有反相高效液相色谱法(RP-HPLC)[5]、薄层色谱法(TLC)[6]以及逆流色谱法(CCC)[7]等,其中,RP-HPLC法应用最广泛。理论计算Kow的各类方法中,应用最多的是线性溶剂化能量方程(Linear solvation energy relation ship,LSER)法,该法基于分子描述符,建立化合物结构与其性质的定量关系(Quantitative structure-retention relationship,QSRR),构建该模型需挑选与Kow之间有良好线性关系且相对独立的分子描述符[8~12]。但是,无论哪种理论计算法,其预测准确度都低于实验测定法。

    RP-HPLC法间接测定Kow是通过测定一组与待测物结构相似并有准确可靠Kow数据的模型化合物的保留因子(k),建立kKow之间的QSRR模型,以此求得类似结构化合物的Kow[13, 14],其特点是测定速度快、适用于高通量和快速筛选、对样品纯度要求低、结果重现性好,测定对象范围广(0 <lgKow<6),已应用于环境污染物中联苯、联苯醚等Kow值的测定[15]。但复杂混合物体系,如中药材中系列结构相似的潜在毒(活)性组分的Kow值测定尚未见报道。蒽醌类化合物(Anthraquinones)广泛分布于蓼科、豆科等植物中,如中药大黄、何首乌等;萘类化合物主要分布于中药五加科植物,如芝麻、五味子中,均有多种药理作用,近年来发现其临床上表现出不良反应,但作用机理尚不清晰[16~19],迄今尚未见有该类成分的可靠Kow数据的报道。

    基于蒽醌类及萘类化合物的高疏水性的特点,本研究采用RP-HPLC法,以中性和酸性苯系物及萘类、醌类衍生物为模型化合物构建QSRR模型,开发快速、准确测定蒽醌类、萘类化合物Kow的简便策略,以期为准确测定类似结构的化合物的Kow提供实验依据,也为实现快速预测复杂混合物体系中结构类似组分的Kow提供实验基础。

    U3000型高效液相色谱仪(美国Thermo Fisher 公司),配有DGP-3600RS双三元泵、WPS-3000TRS自动进样器、TCC-3000柱温箱、DAD-3000RSDAD检测器和Chromeleon 7.10工作站(美国Dionex公司);SevenCompact S220 型pH计/离子仪(瑞士Metter-Toledo公司);KH-700DE型超声机(昆山禾创超声仪器有限公司)。

    甲醇(色谱纯,德国Merck公司);HClO4(分析纯,国药集团化学试剂有限公司);硫脲(分析纯,海凌峰化学试剂有限公司);实验用水为超纯水(Milli-Q系统,美国Millipore公司)。实验所用的29种模型化合物(见表 1)均购自上海梯希爱化成工业发展有限公司,用甲醇配制各物质的储备液(1 mg/mL),4℃保存待用。

    表 1

    表 1  29种模型化合物的lgKowa的 SFM/SSMb实验值
    Table 1.  lgKowa data (SFM/SSMb experiment value)of 29 compounds for the training set
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    模型化合物 Model compoundlgKowapKac
    β-萘酚 β- Naphthol2.709.94
    DL-萘普生 DL- Naproxen3.34/
    1,4-萘醌 1,4-Naphthoquinone1.71/
    β-萘甲醚 β- Methoxynaphthalene3.47/
    2-硝基萘 Nitronaphthyl3.28/
    3-硝基苯甲酸 3-Nitro-benzoic acid1.833.49
    2,4-二甲基苯甲酸 2,4-Dimethyl-benzoic acid3.014.22
    4-硝基苯甲酸 4-Nitro-benzoic acid1.893.42
    2-羟基苯甲酸 2-Hydroxy-benzoic acid2.262.98
    2-甲基苯甲酸 2-Methyl-benzoic acid2.463.90
    4-乙基苯甲酸 4-Ethyl-benzoic acid2.894.36
    蒽醌 Anthraquinone3.39/
    二乙基蒽醌 1,9-Diethyl anthraquinone4.60/
    1-羟基蒽醌 1-Hydroxy-9,10-anthracenedione3.5311.48
    4-羟基-3,5-二甲氧基苯甲酸 4-Hydroxy-3,5-dimethoxy-benzoic acid1.04/
    2,6-二甲基萘 2,6-Dimethyl-naphthalene4.31/
    2,7-二甲基萘 2,7-Dimethyl-naphthalene4.44/
    1-溴萘 1-Bromo-naphthalene4.06/
    2-甲基萘 2-Methyl-naphthalene3.86/
    4-氯-1-萘酚 4-Chloro-1-naphthol3.948.86
    1-萘酚 1-Naphthol2.849.30
    2-氯萘 2-Chloro-naphthalene4.14/
    2-氯-1,4-萘醌 2-Chloro-1,4-naphthoquinone2.29/
    9-溴蒽 9-Bromo-anthracene5.37/
    1-氯萘 1-Chloro-naphthalene4.10/
    2-乙基蒽醌 2-Ethyl-anthraquinone4.37/
    4-甲氧基苯甲酸 4-Methoxybenzoic acid1.964.47
    3-氯苯甲酸 3-Chloro-benzoic acid2.683.83
    4-氰基苯甲酸 4-Cyanobenzoic acid1.563.55
    a Kow:正辛醇-水分配系数;模型性化合物的lgKow实验值由ACD/Lab数据库检索得到(n-Octanl/water partition coefficient; Experimental lgKow values of model compounds are from ACD/Lab Database); b SFM/SSM:摇瓶法/慢搅法(Shake-flask method/Slow-stirring method); c pKa: ACD/Lab检索得到的弱酸性化合物的pKa实验值(Experimental pKa values of weakly acidic compounds are from ACD/Lab Database)。

    使用Sepax GP-C18柱(150 mm×2.1 mm,5 μm; 苏州赛分科技有限公司),流动相为甲醇-水(用HClO4调节至pH 2.80,3.20,3.60和4.00)。流速0.3 mL/min,进样量10 μL,检测波长250 nm,柱温30℃。

    在不同的水相pH下(2.80,3.20,3.60和4.00),根据化合物各自疏水性的不同,选择甲醇/水的体积比0.40-0.95之间4个合适的甲醇-水二元流动相进行等度洗脱。在每一种流动相下,测定各化合物的保留时间tR值及死时间(t0),t0由硫脲的甲醇溶液测得,以两点校正法(Dual-point retention time correction,DP-RTC)对保留时间进行校正[20, 21],由校正过的保留时间计算得到保留因子k(k=(tR-t0)/t0)。根据Snyder-Soczewinski方程[22],得到化合物外推至100%水相的保留因子lgkw。实验中所有物质的tR均为至少两次独立进样得到的平均值。

    分别制备水饱和的正辛醇溶液与正辛醇饱和的水溶液。将待测化合物分别溶解于水饱和的正辛醇中,制备供试品溶液。将两相溶液置于恒温振荡器上,振摇24 h,静置1 h,3000 r/min离心10min,各取两相样品,采用标准曲线法用HPLC测定浓度[23]

    通常,RPLC法适合测定的范围主要是中性化合物在分子状态下的Kow值,对于弱解离化合物,通常将其Kow校正为表观正辛醇-水分配系数Kow″,建立lgKow″-lgkw QSRR模型,再通过得到的Kow″数据,可获得待测化合物的准确Kow数据[20, 24]。本实验选择29种中性及酸性化合物(见表 1)作为模型化合物组,建立lgKow″-lgkw QSRR模型(见图 1)。pH=2.80时的lgKow″-lgkw 线性关系见图 1,不同pH时的lgKow″-lgkw 线性拟合方程见表 2。结果表明,在实验选择的不同流动相pH值下,拟合得到的QSRR模型的斜率均略偏离于1,推测可能是溶质与固定相/流动相之间除了疏水作用以外的次级相互作用的结果,如氢键作用、溶质的立体几何结构的影响等。但对于待测化合物来说,在不同pH下得到的QSRR模型具有高度一致性,且线性良好(R2=0.974~0.976),表明这些次级作用对于利用模型预测溶质疏水性的准确度没有影响。此外,在流动相pH 2.80~3.60范围内,QSRR模型的截距为负值,反映了溶质与ODS固定相之间的结合力比与正辛醇之间的作用力更强[20];当pH值升高至4.00时,拟合方程的截距变为正值,主要原因可能是随着pH值升高,弱酸性溶质解离,导致在RP-HPLC体系中的保留保留减小,从而导致lgKow″-lgkw拟合方程的截距变小,或由负值变为正值。

    图 1

    图 1  混合模型化合物lgKow″-lgkw QSRR模型(pH 2.8)
    Figure 1.  QSRR model of lgKow″-lgkw established by the mixed training set (pH 2.8)

    表 2

    表 2  不同pH值下lgKow″-lgkw QSRR线性拟合方程
    Table 2.  QSRRs of lgKow″-lgkw at various mobile phase pH
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    pH混合模型化合物 Mixed training set
    lgKow″(y) vs. lgkw(x)相关系数 Correlation coefficient (R2)
    2.80y=(1.13±0.03)x-(0.08±0.10)0.974
    3.20y=(1.12±0.03)x-(0.03±0.10)0.975
    3.60y=(1.10±0.03)x-(0.02±0.96)0.976
    4.00y=(1.06±0.03)x+(0.22±0.09)0.976
    QSRR: 定量结构与保留行为关系(Quantitative structure-retention relationship)。

    本实验选择3种常用的分子描述符:质子给体和受体数目(P)、双键数目(D)以及可转动键个数(R),讨论了化合物结构对于QSRR模型建立的影响[25, 26]。经正向逐步回归,建立了模型化合物的lgKow和lgKow″分别与其保留行为lgkw,P,DR之间的关系模型,以期所建立的模型能更好地反映分子结构特征对QSRR模型的影响。实验所得4个不同流动相pH值下的多元线性回归模型结果如表 3所示。在pH=2.80时,在C18柱上的多元线性回归方程为:

    表 3

    表 3  模型化合物的lgKow″和lgKow与lgkwaPb和双键数目Dc之间的多元线性拟合方程
    Table 3.  Multiple linear regressions of lgKow″ and lgKow with lgkwa,Pb and Dc at various mobile phase pH
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    pH混合模型化合物 Mixed training set
    lgKow″ (y)-lgkw (x1),P (x2),D (x3)相关系数 Correlation coefficient (R2)
    2.80y=(1.01±0.06)x1-(0.08±0.04)x2+(0.06±0.03)x3+(0.08±0.18)0.978
    3.20y=(0.94±0.08)x1-(0.11±0.05)x2+(0.08±0.04)x3+(0.01±0.19)0.978
    3.60y=(0.94±0.07)x1-(0.10±0.05)x2+(0.08±0.03)x3+(0.06±0.18)0.979
    4.00y=(0.95±0.08)x1-(0.07±0.06)x2+(0.08±0.04)x3+(0.16±0.20)0.976
    lgKow (y)-lgkw (x1)
    2.80y=(1.11±0.04)x1+(0.01±0.11)0.972
    3.20y=(1.07±0.03)x1+(0.15±0.10)0.972
    3.60y=(1.01±0.04)x1+(0.32±0.11)0.961
    4.00y=(0.83±0.06)x1+(1.00±0.17)0.876
    Pb: 质子给体和受体数目(The number of proton donors and acceptors); D: 双键数目(The number of double bond)。

    从方程(1)中可以看出,由于自变量R的偏回归系数无统计学意义,该自变量未引入方程。从各自变量的标准化回归系数可看出,自变量lgkw对lgKow″的影响最大,自变量PD影响很小,可以认为P,DR这3个自变量与lgKow″的线性关系不显著。而方程(2)显示这3种分子描述符均不出现在线性回归方程中,与lgKow无线性关系。此外,t检验的结果显示方程(1)和(2)中自变量lgkwt统计量值远远大于3个自变量,其对应变量lgKow″的贡献最大,说明溶质与流动相之间的疏水作用对其在色谱体系中的保留行为起主要影响作用,而分子结构中氢键个数、双键数目和可转动键个数对化合物的疏水性几乎无影响。因此,为了简化QSRR模型,本实验建立lgKow″与lgkw之间的一元线性关系模型进行下述实验。

    采用内部验证和外部验证分别对建立的lgKow″-lgkw QSRR模型进行验证。内部验证通过留一法(Leave-one-out,LOO)验证模型的可靠性,结果常以Rcross-validation2(Rcv2)表示,Rcv2在0~1之间变化,值越大,则模型的可靠性越高[20]。实验结果表明,不同pH下QSRR模型的内部验证结果良好(Rcv2=0.970-0.973)。外部验证实验用以验证模型的准确预测能力。本实验选择了6种有可靠SFM Kow数据且lgKow在2-5之间的中性和弱酸性化合物(1,3,5-三氯苯、4-硝基氯化苯、4-氯苄醇、4-三氟甲基苯甲酸、3,5-二氯苯甲酸和2-羟基-5-氯苯甲酸)为验证化合物组。将化合物的模型预测和SFM Kow数据进行了比较,如表 4所示,结果高度一致(1.4% ≤RE≤7.9%),证明了QSRR模型预测的准确性。同时,验证化合物通过ACD/Lab软件计算得到的lgKow数据也一并列于表 4中。从表 4可见,软件计算值与实验值的偏差较为显著(2.5% ≤RE≤19.1%),尤其是对于官能团数目较多以及结构相对复杂的化合物,其软件计算值的误差明显变大,如3,5-二氯苯甲酸和2-羟基-5-氯苯甲酸。

    表 4

    表 4  lgKow″-lgkw QSRR模型的外部验证
    Table 4.  External validation for lgKow″-lgkw regressions obtained by the mixed training set at various mobile phase pH value
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    CompoundspKaalgKow
    SFMbRP-HPLCCalculated lgKow-cdErrore (%)
    Mobile phase pH valueAverageErrorc (%)
    2.803.203.604.00
    1,3,5-三氯苯 1,3,5-Trichlorobenzene-4.194.224.264.234.274.251.44.04±0.243.6
    4-硝基氯化苯 4-Nitro chlorobenzene-2.412.482.52.452.602.514.12.60±0.227.9
    4-氯苄醇 4- Chlorobenzyl alcohol-1.962.052.092.032.192.096.61.63±0.2316.8
    3,5-二氯苯甲酸
    3,5-Dichloro-benzoic acid3.563.293.453.593.473.553.5273.92±0.2519.1
    2-羟基-5-氯苯甲酸
    2-Hydroxy-5-chloro-benzoic acid2.633.093.042.982.83.233.012.63.42±0.2710.7
    4-三氟甲基苯甲酸
    4-Trifluoromethyl-benzoic acid3.693.183.373.443.433.473.437.93.10±0.502.5
    a ACD/Lab检索得到的弱酸性化合物的pKa实验值(Experimental pKa values of weakly acidic compounds are from ACD/Lab Database); b验证化合物的lgKow SFM实验值由ACD/Lab数据库检索得到(Experimental lgKow SFM values of model compounds are from ACD/Lab Database); c lgKow预测平均值(不同pH)与SFM实验值之间的相对偏差(Relative errors between SFM data and average predicted lgKow-c at different mobile phase pH); d lgKow-c值由ACD/Lab计算得到(values of lgKow-c are calculated by ACD/Lab software); e ACD/Lab软件计算值与SFM实验值之间的相对偏差(Relative errors between SFM data and calculated lgKow-c obtained by ACD/Lab Software)。

    应用上述经验证的QSRR模型,测定了11种蒽醌类和萘类化合物的Kow值,结果如表 5所示。

    表 5

    表 5  11种萘类及蒽醌类化合物lgKow预测值及其SFM实验值、ACD/Lab计算值的比较
    Table 5.  Comparison of the predicted lgKow values obtained by QSRR models respectively with the experimental ones obtained by SFM and calculated ones obtained by ACD/Lab Software of 11 naphthalene and anthraquinone compounds
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    CompoundspKaalgKow
    SFMRP-HPLCCalculated
    lgKow-cc
    Errorb (%)
    Mobile phase pH valueAverageErrord (%)
    2.803.203.604.00
    1-萘乙腈 1-Naphthylacetonitrile-2.762.772.812.732.932.811.82.89±0.242.8
    1-溴-2-甲氧基萘 1-Bromo-2-methoxynaphthalene-3.93.793.813.733.893.812.43.94±0.303.4
    大黄酸 Rhein3.173.753.863.943.873.833.883.42.93±0.8224.5
    大黄素 Emodin6.394.424.424.464.384.424.4204.14±0.816.3
    大黄酚 Chrysophanol6.634.404.404.434.364.394.4003.91±0.811.1
    芦荟大黄素 Aloe Emodin6.303.273.143.203.143.223.182.83.14±0.871.3
    大黄素甲醚 Physcion6.234.794.794.824.734.774.780.24.36±0.848.8
    2-溴萘 2-Bromonaphthalene--4.134.154.064.174.13-4.22±0.282.2
    1,4-二溴萘 1,4-Dibromonaphthalene--4.994.994.894.964.96-4.37±0.1811.9
    2,6-二溴萘 2,6-Dibromonaphthalene--5.025.034.945.005.00-4.99±0.390.2
    1,2,3,4,6,7-六溴萘 1,2,3,4,6,7-Bromonaphthalene--8.0387.997.937.99-7.48±0.716.4
    a SciFinder检索得到的弱酸性化合物的pKa实验值(Experimental pKa values of weakly acidic compounds are from SciFinder Database); b lgKow预测平均值(不同pH)与SFM实验值之间的相对偏差(Relative errors between experimental SFM data and average predicted lgKow at different mobile phase pH); c lgKow-c值由ACD/Lab计算得到(values of lgKow-c are calculated by ACD/Lab software); d lgKow预测平均值(不同pH)与ACD/Lab软件计算值之间的相对偏差(Relative errors between calculated lgKow-c by ACD/Lab Software and average predicted lgKow at differentmobile phase pH)。

    对于酸性弱解离化合物,随着流动相pH值升高,其离子状态的化合物形态比例增加,导致该化合物的总体疏水性变小,在色谱柱上的保留减弱,Kow″值减小,且化合物pKa值越小,减小的幅度越大。但是,从表 5中可见,每个弱解离化合物在不同pH下由相应的Kow″通过校正方程得到的Kow值却相当接近,此结果与本研究组之前的研究一致[27],进一步证明了QSRR模型预测的可靠性和实用性。

    11种蒽醌类及萘类化合物中,只有7种化合物可利用SFM结合HPLC标准曲线法测得其Kow值。而2-溴萘、1,4-二溴萘、2,6-二溴萘和1,2,3,4,6,7-六溴萘这4种化合物疏水性太强(lgKow≥4),在水相中的浓度无法直接测得。对于高疏水性化合物大黄素、大黄酚和大黄素甲醚,虽然其中性分子状态也具有较高疏水性(lgKow≥4),但其具有弱酸性,在水相中溶解性增大,故可采用SFM测定其Kow。比较SFM测定值与QSRR预测值,其结果具有高度一致性(RE≤3.4%)。实验结果表明,SFM法可测定化合物的Kow值的范围较窄(lgKow≤4),对于4种高疏水性化合物(lgKow≥4),SFM法难以测定,而本实验建立的lgKow″-lgkw QSRR模型预测化合物Kow值的策略很好地解决了这个问题。

    表 5还列出了11种待测化合物的ACD/Lab软件计算Kow值,对于结构相对简单的萘类化合物(1-萘乙腈、2-溴萘和2,6-二溴萘),软件计算值与实验测得值的偏差较小;但对于有较多复杂官能团,且结构稍复杂的蒽醌类化合物(大黄酸、大黄素、大黄酚和大黄素甲醚),软件计算值的误差明显偏大(0.2% ≤RE≤24.5%)。

    本实验以29种中性及酸性萘类和蒽醌类结构类似物作为模型化合物,建立了以lgKow″-lgkw 定量关系(QSRR模型)。采用内、外部验证模型的预测准确性,并考察了流动相pH的影响,同时以LSER考察了化合物结构参数氢键给体和受体数目、双键数目以及可转动键数目对lgKow″的相关性。研究结果表明,所构建的QSRR模型可以快速测定难以用SFM及SSM直接测定的高疏水性化合物的Kow,这为快速准确预测复杂体系,如中药中一系列结构相似的潜在毒(活)性组分的Kow提供了可能性,也为进一步阐明组分的毒性及活性机理提供了可靠Kow数据。

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  • Figure 1  QSRR model of lgKow″-lgkw established by the mixed training set (pH 2.8)

    lgKow″,表观正辛醇-水分配系数(Apparent n-octanol/water partition coefficient); lgkw,外推至100%水相保留因子(Retention factor of the solutes corresponding to the neat aqueous fraction of mobile phase).

    Table 1.  lgKowa data (SFM/SSMb experiment value)of 29 compounds for the training set

    模型化合物 Model compoundlgKowapKac
    β-萘酚 β- Naphthol2.709.94
    DL-萘普生 DL- Naproxen3.34/
    1,4-萘醌 1,4-Naphthoquinone1.71/
    β-萘甲醚 β- Methoxynaphthalene3.47/
    2-硝基萘 Nitronaphthyl3.28/
    3-硝基苯甲酸 3-Nitro-benzoic acid1.833.49
    2,4-二甲基苯甲酸 2,4-Dimethyl-benzoic acid3.014.22
    4-硝基苯甲酸 4-Nitro-benzoic acid1.893.42
    2-羟基苯甲酸 2-Hydroxy-benzoic acid2.262.98
    2-甲基苯甲酸 2-Methyl-benzoic acid2.463.90
    4-乙基苯甲酸 4-Ethyl-benzoic acid2.894.36
    蒽醌 Anthraquinone3.39/
    二乙基蒽醌 1,9-Diethyl anthraquinone4.60/
    1-羟基蒽醌 1-Hydroxy-9,10-anthracenedione3.5311.48
    4-羟基-3,5-二甲氧基苯甲酸 4-Hydroxy-3,5-dimethoxy-benzoic acid1.04/
    2,6-二甲基萘 2,6-Dimethyl-naphthalene4.31/
    2,7-二甲基萘 2,7-Dimethyl-naphthalene4.44/
    1-溴萘 1-Bromo-naphthalene4.06/
    2-甲基萘 2-Methyl-naphthalene3.86/
    4-氯-1-萘酚 4-Chloro-1-naphthol3.948.86
    1-萘酚 1-Naphthol2.849.30
    2-氯萘 2-Chloro-naphthalene4.14/
    2-氯-1,4-萘醌 2-Chloro-1,4-naphthoquinone2.29/
    9-溴蒽 9-Bromo-anthracene5.37/
    1-氯萘 1-Chloro-naphthalene4.10/
    2-乙基蒽醌 2-Ethyl-anthraquinone4.37/
    4-甲氧基苯甲酸 4-Methoxybenzoic acid1.964.47
    3-氯苯甲酸 3-Chloro-benzoic acid2.683.83
    4-氰基苯甲酸 4-Cyanobenzoic acid1.563.55
    a Kow:正辛醇-水分配系数;模型性化合物的lgKow实验值由ACD/Lab数据库检索得到(n-Octanl/water partition coefficient; Experimental lgKow values of model compounds are from ACD/Lab Database); b SFM/SSM:摇瓶法/慢搅法(Shake-flask method/Slow-stirring method); c pKa: ACD/Lab检索得到的弱酸性化合物的pKa实验值(Experimental pKa values of weakly acidic compounds are from ACD/Lab Database)。
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    Table 2.  QSRRs of lgKow″-lgkw at various mobile phase pH

    pH混合模型化合物 Mixed training set
    lgKow″(y) vs. lgkw(x)相关系数 Correlation coefficient (R2)
    2.80y=(1.13±0.03)x-(0.08±0.10)0.974
    3.20y=(1.12±0.03)x-(0.03±0.10)0.975
    3.60y=(1.10±0.03)x-(0.02±0.96)0.976
    4.00y=(1.06±0.03)x+(0.22±0.09)0.976
    QSRR: 定量结构与保留行为关系(Quantitative structure-retention relationship)。
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    Table 3.  Multiple linear regressions of lgKow″ and lgKow with lgkwa,Pb and Dc at various mobile phase pH

    pH混合模型化合物 Mixed training set
    lgKow″ (y)-lgkw (x1),P (x2),D (x3)相关系数 Correlation coefficient (R2)
    2.80y=(1.01±0.06)x1-(0.08±0.04)x2+(0.06±0.03)x3+(0.08±0.18)0.978
    3.20y=(0.94±0.08)x1-(0.11±0.05)x2+(0.08±0.04)x3+(0.01±0.19)0.978
    3.60y=(0.94±0.07)x1-(0.10±0.05)x2+(0.08±0.03)x3+(0.06±0.18)0.979
    4.00y=(0.95±0.08)x1-(0.07±0.06)x2+(0.08±0.04)x3+(0.16±0.20)0.976
    lgKow (y)-lgkw (x1)
    2.80y=(1.11±0.04)x1+(0.01±0.11)0.972
    3.20y=(1.07±0.03)x1+(0.15±0.10)0.972
    3.60y=(1.01±0.04)x1+(0.32±0.11)0.961
    4.00y=(0.83±0.06)x1+(1.00±0.17)0.876
    Pb: 质子给体和受体数目(The number of proton donors and acceptors); D: 双键数目(The number of double bond)。
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    Table 4.  External validation for lgKow″-lgkw regressions obtained by the mixed training set at various mobile phase pH value

    CompoundspKaalgKow
    SFMbRP-HPLCCalculated lgKow-cdErrore (%)
    Mobile phase pH valueAverageErrorc (%)
    2.803.203.604.00
    1,3,5-三氯苯 1,3,5-Trichlorobenzene-4.194.224.264.234.274.251.44.04±0.243.6
    4-硝基氯化苯 4-Nitro chlorobenzene-2.412.482.52.452.602.514.12.60±0.227.9
    4-氯苄醇 4- Chlorobenzyl alcohol-1.962.052.092.032.192.096.61.63±0.2316.8
    3,5-二氯苯甲酸
    3,5-Dichloro-benzoic acid3.563.293.453.593.473.553.5273.92±0.2519.1
    2-羟基-5-氯苯甲酸
    2-Hydroxy-5-chloro-benzoic acid2.633.093.042.982.83.233.012.63.42±0.2710.7
    4-三氟甲基苯甲酸
    4-Trifluoromethyl-benzoic acid3.693.183.373.443.433.473.437.93.10±0.502.5
    a ACD/Lab检索得到的弱酸性化合物的pKa实验值(Experimental pKa values of weakly acidic compounds are from ACD/Lab Database); b验证化合物的lgKow SFM实验值由ACD/Lab数据库检索得到(Experimental lgKow SFM values of model compounds are from ACD/Lab Database); c lgKow预测平均值(不同pH)与SFM实验值之间的相对偏差(Relative errors between SFM data and average predicted lgKow-c at different mobile phase pH); d lgKow-c值由ACD/Lab计算得到(values of lgKow-c are calculated by ACD/Lab software); e ACD/Lab软件计算值与SFM实验值之间的相对偏差(Relative errors between SFM data and calculated lgKow-c obtained by ACD/Lab Software)。
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    Table 5.  Comparison of the predicted lgKow values obtained by QSRR models respectively with the experimental ones obtained by SFM and calculated ones obtained by ACD/Lab Software of 11 naphthalene and anthraquinone compounds

    CompoundspKaalgKow
    SFMRP-HPLCCalculated
    lgKow-cc
    Errorb (%)
    Mobile phase pH valueAverageErrord (%)
    2.803.203.604.00
    1-萘乙腈 1-Naphthylacetonitrile-2.762.772.812.732.932.811.82.89±0.242.8
    1-溴-2-甲氧基萘 1-Bromo-2-methoxynaphthalene-3.93.793.813.733.893.812.43.94±0.303.4
    大黄酸 Rhein3.173.753.863.943.873.833.883.42.93±0.8224.5
    大黄素 Emodin6.394.424.424.464.384.424.4204.14±0.816.3
    大黄酚 Chrysophanol6.634.404.404.434.364.394.4003.91±0.811.1
    芦荟大黄素 Aloe Emodin6.303.273.143.203.143.223.182.83.14±0.871.3
    大黄素甲醚 Physcion6.234.794.794.824.734.774.780.24.36±0.848.8
    2-溴萘 2-Bromonaphthalene--4.134.154.064.174.13-4.22±0.282.2
    1,4-二溴萘 1,4-Dibromonaphthalene--4.994.994.894.964.96-4.37±0.1811.9
    2,6-二溴萘 2,6-Dibromonaphthalene--5.025.034.945.005.00-4.99±0.390.2
    1,2,3,4,6,7-六溴萘 1,2,3,4,6,7-Bromonaphthalene--8.0387.997.937.99-7.48±0.716.4
    a SciFinder检索得到的弱酸性化合物的pKa实验值(Experimental pKa values of weakly acidic compounds are from SciFinder Database); b lgKow预测平均值(不同pH)与SFM实验值之间的相对偏差(Relative errors between experimental SFM data and average predicted lgKow at different mobile phase pH); c lgKow-c值由ACD/Lab计算得到(values of lgKow-c are calculated by ACD/Lab software); d lgKow预测平均值(不同pH)与ACD/Lab软件计算值之间的相对偏差(Relative errors between calculated lgKow-c by ACD/Lab Software and average predicted lgKow at differentmobile phase pH)。
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  • 收稿日期:  2015-12-17
  • 修回日期:  2016-03-21
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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