AVANCES EN EL DESARROLLO DE UN LOTE PILOTO A MRC PARA qRMN

Luciano Paolo1, Leandro Santos2, Sergio Rillo2, Lucía Gandolfi Donadío1,3

(1)Depto. de Ingredientes Activos y Biorrefinerías, (2)Depto. de Metrología en Ambiente y Salud, Instituto Nacional de Tecnología Industrial (INTI), Av. Gral. Paz 5445, San Martín, Bs. As.,

Argentina, (3) Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) | lpaolo@inti.gob.ar

RESUMEN

La resonancia magnética nuclear cuantitativa (qRMN) es un método de medición primaria empleada para cuantificar el componente principal de un material, usando un estándar interno (EI) adecuado, en condiciones experimentales optimizadas previamente. La principal ventaja de esta técnica radica en que la medición involucra una propiedad nuclear, permitiendo utilizar un mismo material de referencia certificado (MRC) como estándar interno para asignar pureza a múltiples sustancias. La presencia de más de un núcleo de interés cuantitativo en la estructura del MRC (ej: 19F y 31P) permite trabajar de manera multi-elemental, ampliar la variedad de sustancias a cuantificar y aumentar la selectividad de las determinaciones.



INTRODUCCIÓN

Actualmente, no se dispone de un MRC para ser utilizado tanto en qRMN de 19F como de 31P, por ese motivo se desarrolló mediante síntesis química una primera biblioteca de potenciales candidatos a MRC fósforo-fluorados. Los resultados obtenidos fueron presentados en la SINAQO XXIII llevada a cabo en 2021.1



Se seleccionó al candidato 1 (lote de desarrollo: rendimiento global = 30,9%, fracción másica 98,5 g/100g e incertidumbre U: 3,6 (k=2)) por presentar propiedades fisico-químicas convenientes para ser usado como estándar interno para qRMN: es estable; soluble en diversos solventes deuterados; inerte y sus espectros de RMN mostraron buena resolución espectral.2



OBJETIVOS

✓ Optimización de la ruta de síntesis para la obtención de 1 (Esquema 1). ✓ Optimización de condiciones de purificación. ✓ Escalado y producción de un lote piloto que permita avanzar con la caracterización. ✓ Caracterización espectroscópica del candidato, asignación de valor de pureza por

qRMN-1H{13C} y 19F utilizando ácido 3,5-bis[trifluorometil]benzoico (3,5-BTFMBA) como EI.

RESULTADOS



%R: 87%



%R: 100%



%R: 83%



Esquema 1. Ruta de síntesis optimizada para el candidato 1.



METODOLOGÍA qRMN



ESCALA 1X = 2 mL PCl3

En 4X no se observaron diferencias significativas en el escalado, tanto en Rend como

Pureza cromatográfica

Desarrollo de control de proceso por CG-MS



ESCALA 1X = 250 mg de 3



Escala

1X 10X 28X



treacción

90 min 60 min 20 min



%Rend Columna 60,9 % 84,5 % 87,3 %



%Rend Recrist

N/A 78,0 % 93,6%



Hex : AcOEt

1



Perfil de elución obtenido en cromatografía flash.



28X

Lote Piloto



Subproducto indeseado



ESCALA 1X = 250 mg de 2



Escala [2] [2-CF3-PhCHO] %mol K2CO3 Temp (°C)



t



Conversión*



Relac Molar (3:4)*



1X 3 M



3M



10%



Ambiente 4h 100%



N/D



1X 3 M



3M



5%



Ambiente 4h 10%



N/D



1X 5 M



5M



5%



Ambiente 4h 10%



100:0



1X 5 M



5M



10%



0 °C - 14 °C 4h 100%



100:0



5X 5 M



5M



10%



0 °C - 14 °C 4h 100%



95:5



9X 5 M



5M



10%



Ambiente 4h 100%



40:60



12X 5 M



5M



10%



8 °C - 14 °C 2h 100%



100:0



*Estimada a partir de la relación de integraciones entre 2, 3 y 4 en RMN-31P.



Condiciones de reacción que minimizan la formación

del subproducto 4.



CH3 (x2)



Solvente de elución Hex : AcOEt



KMnO4 UV



Ce/Mo



2-CF3-PhCHO 4 3

2



M



M



Uso de distintos reveladores para monitorear el avance de la reacción.



HAROM CDCl3



CH2



CH3 (x2)



HAROM



CDCl3



CH



OH



Espectros RMN-1H (CDCl3, 400 MHz)



CONCLUSIONES

✓ Las mejoras incorporadas en la síntesis del candidato a MRC 1 permitieron obtener 6 g de 1 como un sólido blanco estable con un mayor rendimiento global (60%).

✓ El valor de pureza del material candidato se evaluó mediante dos métodos independientes, obteniendo resultados consistentes, con una fracción másica (pureza) de 100,0 g/100g U: 2,6 (k=2).

✓ Este primer lote piloto de MRC 1 se fraccionará en unidades de 200 mg, para avanzar en la evaluación de estabilidad, homogeneidad y coordinar un estudio interlaborarorio de qRMN multinuclear a nivel nacional.



1



3,5-BTFMBA (MRC NMIJ)



PUREZA

Px = Ix  Nstd  Mx  mstd  Pstd Istd Nx Mstd m



Obtención de parámetros

qRMN en 1H y 19F



4 muestras indep x triplicado



Selección de programa de pulsos para 1H {13C} y 19F



PARÁMETROS DE ADQUISICIÓN OPTIMIZADOS



P1 (µs)



T1 (s)



6 * T1 ≈ D1 (s)



O1P (ppm)



NS



RMN 1H



13,57



4,34



25,0



7,20



16



RMN 19F



15,08



2,03



12,0



-62,0



16



Asignación de pureza de 1 por metodología qRMN-1H{13C} y 19F



RMN-19F

(CD3OD, 376 MHz)



Estándar Interno: NMIJ 3,5-BTFMBA



RMN-1H{13C}

(CD3OD, 400 MHz)



1



Estándar



1



Interno: NMIJ



3,5-BTFMBA



Pureza % m/m U (k=2)



99,9



1,9



Pureza % m/m U (k=2)



100,1



1,8



El candidato 1 fue valorado por qRMN-1H{13C} y 19F empleando como estándar interno el 3,5-BTFMBA, un MRC desarrollado por el Instituto Nacional de Metrología de Japón (NMIJ).



A partir del lote de 1 sintetizado, el procesamiento de los espectros, la comparación de las áreas entre las señales elegidas y el análisis estadístico posterior de los resultados, se obtuvieron valores de pureza e incertidumbres aceptables para un MR.



BIBLIOGRAFÍA: 1. Póster SINAQO XXIII, PaoloLS\_SO\_88-PO. 2. Giancaspro, G. et al. Anal. Chem. 2021, 93, 12161-12169