有機合成化学のためのソリューション

不純物プロファイリング&不純物同定・合成確認

Fig.1 不純物プロファイリングおよび不純物同定におけるシステムソリューション  Fig.1 不純物プロファイリングおよび不純物同定におけるシステムソリューション

有機合成におけるルート探索では、合成化合物の確認と同時に、不純物プロファイルについて確認・検証を実施する必要があります。不純物の構造を推定するためには、LCによる分取、濃縮によりNMRやFTIRの測定、直接導入法による質量分析測定などが必要とされます。また、LC/MSおよび、GC/MS測定により得られた分子量と合成ルートから推測される構造とから不純物構造を推定する方法もあります。さらには、飛行時間型質量分析計を用い、精密質量から組成解析を行うことで、より推定の確度を向上することも可能です。 ウォーターズでは、TLCで確認された不純物のスポットをそのまま分析できるASAP法や、不純物分離に最適なUPLCテクノロジー、不純物の見落としを軽減するPDA検出器と Empowerソフトウェア によるピーク純度検定、分析法開発を効率化する UPLC H-Classシステムソリューション など幅広いソリューションをご用意しております。

 

ASAP/QTof MSによる反応モニタリングと不純物同定の事例

ASAP(Atmospheric Pressure Solids Analysis Probe)
固体試料直接導入のASAPから、LC/MS測定のための
ESCiプローブへは数分で交換可能です。
ASAP法では、容易に取り外し可能な導入プローブの先端のガラスキャピラリーに試料を付着させ、試料を導入します。GC/MSの直接導入プローブと異なり、大気圧下でのイオン化のため、真空系との仕切り操作も必要としません。また、真空系内に、直接試料を導入しないため、感度低下に直結するような真空系内の汚染はありません。

合成品の溶液または粉体や、反応途中の溶液などをガラスキャピラリーの先端に付着させ、測定することも可能です。合成目的物が生成してるか否かを、短時間で確認できますので、反応モニタリングなどへも応用可能です。また、QTof MSを用いることで、主成分および、不純物の組成解析、MS/MS測定による構造推定なども可能となります。Fig.2 に測定結果の事例を示します。


Fig.2 ASAP/MSによるOctahydroacridinの不純物分析

 

LC分取における分取カラムテクノロジー
HPLCで開発した分析条件を分取へスケールアップを行う際に、

  1. 分離度が低下する
  2. 再現性が得られない
  3. NMR測定に必要な分取量をとるための分取回数が多すぎる

などの課題に直面していませんか?分取へスケールアップする際に起こる課題の多くは分取カラムの充塡ベッド密度が低いために生じます。

充塡ベッド密度はカラムのL(カラム長)/D(内径)に依存するため、内径が大きくL/D値が小さい高圧スラリー充塡された従来の分取カラムは分析カラムより充塡ベッド密度が低下します。


OBD(Optimum Bed Density)テクノロジー
革新的なハードウェアと充塡法を採用した OBD(Optimum Bed Density)分取カラム*はL(カラム長)/D(内径)に依存せず常に一定の充塡ベッド密度が得られるだけでなく、カラム入口から出口まで均一な充塡密度が得られる画期的な分取カラムです。
*US Patent No.7,399,410/UK Patent No.GB 2 408 469

 
理論通りのスケールアップ


分析カラム(XBridge C18 4.6x50mm)から同じ基材を採用したOBD分取カラム(XBridge C18 19x50mm)に理論どおりにスケールアップが実現します。 XBridge、HSSXSelect 分取カラムは同じ基材を採用したUPLCカラム(BEH、CSH、HSS)をラインアップしているため、UPLC→OBD分取カラムへのスケールアップも理論どおりに行えます。


 

 

 

高精度な収率測定のためのソリューション

収率測定用システム(ピーク純度検定機能付属)
UPLC H-Class/PDA


正確な収率を把握する上での課題

  • 合成ルート探索では、不純物プロファイルが異なる
  • 合成ルートごとにLC条件を最適化するのは非効率的
  • 主成分ピークの純度を担保できない

 


 

 

合成ルート探索における正確な収率測定のワークフロー


 

ピーク純度検定により視覚的に不純物の未分離を確認できます。

Empower 2によるピーク純度検定
UPLC H-Class / PDA システムと、Empower 2ソフトウェアは、合成ルート探索検討の分析における課題を解決します。超高速高分離により反応モニタリングや、不純物分離を容易にします。また、ピーク純度検定により主成分ピークに不純物ピークが重なっていないことを確認し、より高精度な収率決定を可能にします。

 

 

 

 

分析法開発のためのソリューション

分析法開発用システム
カラムマネージャ搭載 UPLC H-Class/PDA


迅速な分離分析条件開発法

  • Auto・Blendによる迅速で、コストを大幅に削減する移動相条件最適化
  • 開発した分析条件は,HPLCカラムに分析法移管可能
  • UPLCのスピードを活かした網羅的な分離条件検討法
  • 経験を必要としないテンプレートを活用した分離条件検討法
  • カラムマネージャ(オプション)追加でカラム切替えを自動化

 

 

 

 

 

迅速な移動相最適化事例
有機溶媒/水比同グラジエント条件で酸濃度を最適化する際、通常、各酸濃度有機系、水系移動相を調製する必要があります。そのため、多くの容量の移動相が無駄になっています。UPLC H-ClassのAuto・Blend機能を用いた酸濃度の最適化では、各酸濃度の移動相を調製することなく下図のように、移動相混合比を設定することで自在に酸濃度を変更し、分析条件を最適化できます。有機材料でしばしば用いられるTHFとACNなどの混合有機溶媒比率の最適化にも有効です。

 
TFA濃度が分離に大きく影響を及ぼしていることが確認できます。赤の枠で囲んだ領域では、TFA濃度を高めると分離が向上し、緑の枠で囲んだ領域では、ピーク溶出順位が入れ替わっています。左図の3条件における検討をバイナリシステムで実施する場合には6種の移動相溶媒を調製する必要があります。
Auto・Blend機能では、各酸添加濃度違いの溶媒調製は不要で、制御ソフトウェア上で組成比を変更することだけで、一連の検討結果を得ることができます。


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